IBM 1nm 이하 반도체 길 열었다…트랜지스터 위로 쌓는 0.7나노...

IBM이 반도체 소자를 아파트처럼 위로 쌓아 올리는 기술을 통해 1나노미터(nm) 이하 초미세 공정 진입의 길을 열었다. 더 작고, 더 전력 효율적으로 만드는 인공지능(AI) 반도체 기술 경쟁에 새로운 돌파구가 될 수 있을지 관심을 모은다. IBM은 “세계 최초로 1nm 이하 칩 기술을 개발했다”고 25일 밝혔다. 반도체에 들어가는 소자인 트랜지스터를 평면에 더 촘촘히 배치하는 대신 위아래로 쌓는 새 3차원(3D) 구조인 ‘나노스택’이다. 글로벌 최첨단 공정이 2nm 양산을 시작한 가운데, IBM은 그 이후 세대인 0.7nm급 반도체로 가는 기술 경로를 먼저 꺼내든 것이다. IBM이 공개한 1nm 이하 반도체 칩. IBM은 트랜지스터를 위아래로 쌓는 3D 구조 나노스택을 통해 0.7nm급 반도체로 가는 기술 경로를 제시했다. 사진 IBM 반도체 성능은 그동안 칩 안의 회로를 더 작게 만들어 한정된 공간에 트랜지스터를 더 많이 집적하는 방식으로 발전해 왔다. 전기를 켜고 끄며 계산을 수행하는 트랜지스터를 작게 만들수록, 같은 면적 안에 더 많은 트랜지스터를 넣을 수 있어서다. 하지만 2nm 이후 공정에선 트랜지스터 간격이 지나치게 좁아지면서 전류 누설과 발열, 배선 저항, 제조 난도 등이 커진다. 트랜지스터를 평면 위에서 더 작게 줄이는 방식만으론 성능 개선에 한계가 있다. IBM의 나노스택은 이 한계를 트랜지스터를 위아래로 쌓는 방식으로 푸는 구조다. 같은 땅에 1층짜리 집을 더 빽빽하게 짓는 대신 2층 건물로 올리는 방식에 가깝다. 단순히 위아래로 포개는 데 그치지 않고, 위층과 아래층을 살짝 엇갈리게 배치(Staggered-channel)한 것도 특징이다. 그래야 같은 면적에 더 많은 트랜지스터를 넣으면서도 전기 신호와 전원선이 지나갈 공간을 확보할 수 있어서다. IBM은 이 구조를 실제 실리콘 위에서 구현하고, 기본 회로가 정상적으로 작동하는 것을 확인했다고 설명했다. 제이 감베타 IBM 리서치 디렉터는 “반도체 미세화의 한계 속에서 나노스택은 기술의 패러다임을 바꾸는 해법”이라며 “단순히 소자를 더 작게 만드는 것이 아니라 성능과 효율을 극대화하도록 칩이 설계·생산되는 방식을 완전히 재정의하고 있다”고 말했다. IBM에 따르면 나노스택을 적용하면 손톱 크기 칩 하나에 약 1000억 개의 트랜지스터를 넣을 수 있다. 2021년 공개한 IBM의 2nm 칩과 비교하면 트랜지스터 밀도는 약 2배 높아진다. 같은 전력에서 연산 성능을 최대 50% 끌어올리거나, 같은 성능을 낼 때 전력 소모를 70%까지 줄일 수 있다는 게 IBM의 설명이다. 실제 AI 인프라 경쟁의 중심 축은 데이터센터의 천문학적인 전력 소모와 냉각 비용을 통제하는 에너지 효율 싸움으로 이동하고 있다. 같은 전기로 얼마나 많은 연산을 처리할 수 있는지가 AI 인프라의 핵심 경쟁력으로 떠오르는 상황에서, 나노스택은 연산칩 자체의 밀도와 전력 효율을 높이는 차세대 구조가 될 수 있다는 게 IBM의 주장이다. IBM은 나노스택 기술이 빠르면 향후 5년 안에 생산 단계로 갈 수 있다고 전망했다. 다만 본격 양산까지 가기는 넘어야 할 기술적 산이 많아 시일이 더 걸릴 것이라는 관측도 나온다. 통상 반도체 기술 버전을 한 단계 업그레이드하는 데만 보통 수 년이 걸리는 데다, 이번 공정은 칩 구조 자체를 3D로 바꾸는 대수술인 만큼 안정적인 불량률 제어와 수율 확보에 훨씬 더 오랜 시간이 필요해서다. 후이밍 부 IBM 실리콘 기술 R&D 부사장은 “AI 컴퓨팅 시대에는 모두가 더 높은 성능을 원하지만, 폭증하는 전력 비용까지 감당하고 싶어 하지는 않는다”며 “이번 기술은 성능을 높이는 동시에 전력 부담을 줄일 수 있다는 점에서 AI에 중요한 의미가 있다”라고 말했다. 더 자세한 기사 내용이 궁금하시다면 주소창에 링크를 붙여넣으세요. “당장 투자해라, 1년후 10배!” 젠슨황 만찬, K스타트업 명단 [K-AI 리더 연구 ②] 지난 6월 8일 저녁 서울 신라호텔. 삼성전자·SK하이닉스 등 대기업부터 스타트업, 서울대·KAIST 등 학계, 정부, 벤처캐피털(VC)까지 한국 AI 생태계를 대표하는 200여 명의 리더가 모인 자리에서 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)가 한 첫 마디. “지금 이 자리에 있는 스타트업들에 당장 투자하세요!” 팩플이 이날 황 CEO의 만찬에 초대받은 K-AI 스타트업 50여곳을 조사해, 황 CEO가 발견한 K-AI 시장의 가능성은 무엇이고, 다음 전쟁터는 어디일지 분석했다. 참석자들이 직접 전한 비공개 만찬장에서의 발언을 통해 반도체 패권을 틀어쥔 삼성전자·SK하이닉스 이후 글로벌 AI 판도를 뒤집을 K-AI 리더는 누구일지 샅샅이 파헤쳤다. 비공개 만찬 현장에서 그 단서를 찾아보자. https://www.joongang.co.kr/article/25436879 GPU 잡는 NPU 한국에 있다…AI반도체 2세대 승부사들 ① [K-AI 리더 연구 ①] 지난해 10월 삼성전자와 SK하이닉스가 오픈AI의 700조원 규모 AI 인프라 프로젝트(스타게이트)에 참여한다고 선언한 날. 한국 반도체 생태계는 이날을 기점으로 글로벌 AI 생태계 핵심 멤버로 승격됐고, 해외 투자자들이 한국 반도체 산업을 바라보는 시각은 완전히 달라졌다. 삼성전자, SK하이닉스 뒤를 이을 AI 팹리스 신흥 강자들의 경쟁력 분석부터, 글로벌 판도까지 싹 다 짚었다. https://www.joongang.co.kr/article/25412093 AI, 5060이 쓰기엔 어렵다고? “부업 대박났다” 57세의 꿀팁 AI가 숨 가쁜 속도로 발전하는 세상. 이 기술이 대단한 건 알겠는데, 도통 따라갈 수 없다는 위기감도 함께 커지고 있다. ‘나만 뒤처지는 게 아닐까’ 걱정하는 AI 포모(FOMO)는 시니어(중·노년) 세대도 예외가 아니다. 팩플이 만난 50대 이상 시니어들은 “우리라고 트렌드에서 뒤처지고 싶겠냐”고 입을 모았다. 하지만 AI로 이미 자신만의 길을 개척한 시니어도 있다. 업무 자동화는 물론 전직과 부업에 활용하면서 수익을 내고 있다. 애플리케이션(앱) 하나 만드는 것도 “막상 해보면 금방”이란다. 가장 큰 장벽은 ‘로그인’이라고 할 정도. 시니어의 마음을 가장 잘 아는 시니어들에 팩플이 직접 들었다. 인생 2막을 계획하는 시니어를 위해 준비한 ‘AI 가이드’다. 이번 리포트와 함께 AI 파도가 무섭지 않은 ‘실버 서퍼’로 레벨업! https://www.joongang.co.kr/article/25437921