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맥길대, 새로운 물질상태 발견으로 ‘무어의 법칙’ 연장 기대

Sharon Gaudin | Computerworld 2008.10.28

캐나다 맥길대학교가 ‘무어의 법칙’의 수명을 대폭 연장시킬 수 있는 새로운 물질상태를 개발했다고 밝혔다.

 

인텔과 AMD 등의 엔지니어들은 오랫동안 하나의 프로세서 칩에 더 많은 반도체 소자(프로세서의 기본 단위)를 집적해 왔다. 일례로, 인텔은 지난 가을 8억 2,000만 개의 소자가 집적된 펜린(Penryn) 칩을 새롭게 공개했다. 펜린 칩은 40년 간이나 이어져 온 칩 내의 반도체 소자가 2년마다 두 배가 된다는 ‘무어의 법칙’이 아직도 유효하다는 것을 증명했다.

 

하지만 일부 분석가들은 오래 전부터 특정 시점에 이르면 누설 전류 및 에너지 소비로 인해 무어의 법칙이 더 이상 적용되지 못할 것으로 전망하고 있다. 맥길대학의 연구원들은 바로 이런 장애물을 회피할 수 있는 방법을 찾아낸 것이다.

 

맥길대학의 연구진들은 양자물리학을 이용해 엄청나게 작은 크기의 컴퓨터 칩을 제작할 수 있는 준3차원 전자 결정을 발견했다고 전했다. 이 결정은 특수 기기를 이용하여 칩의 온도를 은하계 공간의 온도에 비해 100배나 낮은 온도까지 낮췄을 때 발견되었다.

 

맥길대학의 초저온 응집물질 실험실(Ultra-Law Temperature Condensed Matter Experiment Lab)을 책임자인 길라우메 게르바이스(Guillaume Gervais) 박사는 이 결정이 정확히 3차원이라고 하기는 어렵지만, 2차원과 3차원의 중간쯤에 있다고 밝혔다.

 

게르바이스 박사는 성명서를 통해 "일반적으로 하나의 반도체 소자에는 하나의 게이트가 있어 가스 흐름을 조절하는 마개처럼 전자의 흐름을 조절한다. 이들 입자들은 독립적 단위로 이해될 수 있는 만큼, 연구팀은 이들을 디지털 컴퓨팅의 1과 0, 혹은 ‘on’과 ‘off’로 구분했다. 그러나 일단 나노 단위까지 쪼개지고 나면, 양자력이 작용하기 시작해 전자들이 집합상태로 응집되어 처음의 독립성을 잃게 된다. 그렇게 되면, 모든 종류의 이상 현상이 나타나게 되는데, 심지어는 전자가 분리되는 경우도 발생할 수 있다. 이러한 경우 ‘on’와 ‘off’의 개념은 모두 의미를 잃게 된다“고 설명했다.

 

가브리엘 컨설팅 그룹의 선임 연구원인 댄 올즈는 맥길대학의 연구원들이 지나치게 원대한 과학적 프로젝트에 임하고 있으며, 이들의 이론이 사실일 지라도 실제로 칩 제조 공정에 이용되기까지는 상당한 시간이 소요될 것이라고 평가했다.

 

올즈는 “게다가, 이 이론이 ‘무어의 법칙’의 수명을 연장시켜줄 수 있는 답안이라고 말할 수 있는 어떠한 증거도 없다. 이 이론은 가능한 답안이고, 잠재적인 답안이긴 하지만, 어디까지나 이들 새로운 물질들이 어떻게 작용하는지를 이해하고 난 이후에 평가해야 할 일이다. 아직까지 이들이 어떻게 작용하는지를 알지 못하고 있다”라고 지적했다.

올즈는 “넓은 관점에서 보면, 이는 세계 각지에서 일어나고 있는 일종의 실험적 활동이라고 할 수 있다. 실험적 활동은 향후 다른 이들에 의해 더욱 발전될 수 있는 돌파구들이 될 수 있다는 점에서 긍정적으로 평가된다. 이들 중 다수는 어느 쪽으로든 흥미 있는 쪽으로 이어지지 못하는 막다른 골목에 부딪혀 중도에 버려지게 되지만, 일부는 시간이 지남에 따라 매우 유용한 것으로 밝혀지기도 한다. 이는 기술에 있어서 정글의 법칙이다”라며, “세상에는 많은 실험들이 행해지고 있다. 이들 중 일부는 흥미롭기는 하지만 쓸모가 없다. 반면, 이들 중 극히 일부는 흥미와 유용성을 모두 갖추고 있다. 현재로서는 맥길 대학의 이론이 두 경우 중 어느 쪽에 속할 것이라고 단정하기는 너무 이르다”라고 덧붙였다.

 

반도체 소자의 크기를 축소시키고 ‘무어의 법칙’의 수명을 연장시키기 위한 개발을 지속해 왔던 IBM은 지난 2월 하나의 원자를 이동시키는데 필요한 힘의 양을 측정하는 방법을 이용해 나노 기술에 있어서의 주요 이정표에 도달했다고 발표했다. 새로운 측정 능력을 이용하면 컴퓨터 칩에 사용되는 소자의 크기를 더욱 축소시킬 수 있다는 설명이다. 반도체 소자의 크기가 축소되면, 프로세서의 필요 전력은 감소하며 처리 속도는 더욱 빨라진다.

 

 Tags IBM 반도체 양자역학 원자 소자 무어의 법칙 맥길대

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