수십 년 동안 기술 산업은 컴퓨터 칩에서 더 많은 전력을 짜내는 반도체 회사의 능력에 의존해 왔으며, 이로 인해 오늘날의 스마트폰은 40년 전 방 전체를 가득 채웠던 컴퓨터보다 더 뛰어난 성능을 갖게 되었습니다.

일부 전문가들은 점점 더 소형화되는 시대는 끝났다고 우려하지만, IBM은 그 속도가 그리 빠르지 않다고 말합니다.

주요 기술 회사는 목요일에 칩 제조 기술의 다음 발전에 대한 세부 정보를 발표했으며, 이를 통해 향후 10년 동안 혁신을 계속할 수 있다고 밝혔습니다.

IBM은 마이크로프로세서 및 기타 칩에서 작은 스위치 역할을 하는 더 작은 트랜지스터를 만드는 새로운 접근 방식을 사용하여 새로운 생산 공정이 2021년에 도입된 마지막 기술보다 손톱 크기의 칩에 거의 두 배에 달하는 트랜지스터를 집어넣을 수 있다고 밝혔습니다. IBM은 이 기술이 50% 향상된 컴퓨팅 성능과 70% 향상된 전력 효율성을 제공할 것이라고 밝혔습니다.

이 두 기능 모두 특히 AI 데이터 센터 구축 경쟁에서 수요가 높습니다. 에너지는 특히 심각한 제약으로, 전력을 많이 소비하는 AI 칩으로 인해 저렴한 전력을 확보할 수 없는 건축업자에게 건설 지연을 초래하는 경우도 있습니다.

칩 연구 및 개발을 총괄하는 IBM 부사장인 보 후이밍은 기자회견에서 “모두가 더 높은 성능을 요구하지만 누구도 전력에 대한 비용을 지불하고 싶어하지 않습니다.”라고 말했습니다.

IBM은 반도체 분야의 선두주자이지만 더 이상 칩을 만들거나 판매하지 않습니다. 그러나 뉴욕 주 올버니에 있는 연구실의 엔지니어들은 실리콘 웨이퍼를 칩으로 바꾸는 새로운 기술을 여전히 개발 중이며 일반적으로 제조업체에 라이센스를 제공합니다.

보 씨는 이 기술이 향후 5년 안에 준비될 것이라고 말했지만 잠재적인 사용자에 대해서는 밝히기를 거부했습니다. 이전 라이선스 대상으로는 삼성전자와 일본 기업 래피더스(Rapidus) 등이 있다.

IBM의 발표를 본 업계 분석가들은 깊은 인상을 받았으며, 이러한 접근 방식이 경쟁에 직면할 것이라고 지적했습니다.

TechInsights의 분석가인 Dan Hutchison은 “이것은 큰 문제입니다.”라고 말했습니다. “기본적으로 로드맵에는 10~15년이 더 걸립니다.”

칩 로드맵은 인텔 공동 창업자인 고든 무어(Gordon Moore)가 칩 발전에 관해 자주 인용하는 원칙인 무어의 법칙(Moore’s Law)의 약자입니다. 기업들은 매년 또는 2년마다 한 칩에 두 배 더 많은 트랜지스터를 넣어 성능을 향상시키는 동시에 트랜지스터당 비용을 낮출 것으로 예상됩니다.

칩 제조 비용이 너무 비싸져서 트랜지스터를 더 작게 만드는 데 따른 비용 이점이 사라지면서 거대 칩 Nvidia의 CEO인 Jensen Huang과 같은 업계 리더들이 무어의 법칙이 끝났음을 선언하게 되었습니다. 그러나 더 작은 트랜지스터 덕분에 컴퓨팅 속도와 데이터 저장 용량은 계속해서 향상되었습니다.

소형화 이득은 나노미터 또는 10억분의 1미터로 설명되는 경우가 많지만, 이 명명법은 이제 기술 세대를 차별화하기 위한 마케팅 용어로 측정하는 것보다 정확도가 떨어집니다. 예를 들어, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company는 칩을 약 2나노미터까지 줄입니다. 인텔은 1.8nm로 설명되는 유사한 기술을 보유하고 있습니다.

IBM은 새로운 생산 프로세스를 0.7나노미터라고 설명했는데, 이는 나노미터 임계값을 깨뜨린 최초의 프로세스입니다. IBM이 1년 전 처음 설명한 핵심 혁신은 회사가 ‘나노스택’ 트랜지스터라고 부르는 것입니다.

이는 단순히 트랜지스터를 옆으로 축소하는 것이 아니라 칩 표면에서 솟아오른 소형 초고층 빌딩과 유사한 3D 구조로 트랜지스터를 구축한 최신 사례입니다.

TSMC와 Intel은 최근 IBM이 부분적으로 개척한 나노시트 트랜지스터라는 새로운 3D 아키텍처를 채택했습니다. IBM의 최신 접근 방식은 나노시트 모양의 트랜지스터를 탑재한 두 개의 칩을 사용하여 하나를 다른 하나 위에 거꾸로 붙여 컴팩트한 공간에서 두 종류의 트랜지스터를 수직으로 연결하는 구조를 만든다고 IBM은 말했습니다.

Hutcheson 씨는 벨기에의 영향력 있는 연구 센터인 Imec Research가 많은 칩 제조업체의 관심을 끌고 있는 차세대 기술을 지원하고 있다고 말했습니다. 그는 3D 구조를 층별로 쌓는데, 이 과정에서 결함이 발생할 수 있다고 말했습니다.

IBM의 접근 방식을 사용하면 “더 빠른 속도와 더 낮은 전력을 갖춘 훨씬 더 나은 트랜지스터를 얻을 수 있습니다”라고 Hutcheson 씨는 말했습니다. “아주 혁명적이에요.”

Moor Insights & Strategy의 애널리스트 Patrick Moorhead는 어떤 파트너가 IBM의 기술을 채택할지, IBM이 먼저 시장에 출시할지에 대한 의문이 남아 있다고 말했습니다. 그럼에도 불구하고 광고는 무어의 법칙이 무너졌다는 주장이 과장되었음을 시사합니다.

무어헤드는 “이것은 우리가 늘 생각하는 것처럼 휘발유가 바닥나지 않을 것이라는 신호”라고 말했습니다.