전력 사용량 85% 감소
IBM과 삼성전자가 공동 연구를 통해 새로운 반도체 공정 기술을 개발했다. 기존 공정 대비 전류를 더 효율적으로 제어하는 '게이트-올-어라운드(Gate-All-Around : GAA)' 방식으로 칩 성능을 2배가량 끌어올릴 수 있는 기술이다.
IBM과 삼성전자는 15일 수직 트랜지스터 아키텍처를 활용한 신규 반도체 디자인 'VTFET'을 발표했다.
VTFET의 가장 큰 특징은 '수직 구조'다. 기존의 핀펫(FinFET) 구조는 트랜지스터를 반도체 표면에 수평으로 배치해 전류가 측면 또는 좌우로 흐를 수 있게 한다. 반면 VTFET은 트랜지스터를 반도체 표면에 수직으로 배치해 전류를 수직 또는 상하로 흐르게 만들었다. 이를 통해 동일한 칩 면적에서도 더 많은 트랜지스터를 집적할 수 있게 한다.
또한 VTFET은 수직으로 형성된 채널을 게이트가 4면으로 감싸는 GAA 방식을 활용한다. 채널을 게이트가 3면으로 감싸는 핀펫 구조 대비 전류의 흐름을 더 세밀하게 제어할 수 있게 되는 셈이다. IBM에 따르면 VTFET은 이를 통해 핀펫 공정 칩 대비 2배 높은 성능, 또는 전력 사용량을 85% 절감할 수 있다.
업계 전문가는 "수직 트랜지스터 구조는 기존 수평으로 전류를 흐르게 하는 구조 대비 GAA 기술을 구현하는 데 더 용이한 측면이 있다"며 "채널을 감싸는 게이트의 면적을 효율적으로 높일 수 있다는 점에서 주목을 받고 있는 기술"이라고 설명했다.
IBM은 새로운 VTFET 아키텍처를 통해 반도체 산업 전반에서 혁신적인 기술이 개발될 수 있을 것으로 기대한다고 밝혔다. 예컨대 일주일 간 충전하지 않아도 사용할 수 있는 휴대폰 배터리를 개발하거나, 암호화폐 채굴 및 데이터 암호화 등 높은 전력을 필요로 하는 작업의 전력 사용량 및 탄소 배출량을 절감할 수 있다는 설명이다.
