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디지털 디바이스 / 미래기술

나무로 만든 컴퓨터 칩 개발 “비용과 친환경 모두 만족”

Tim Hornyak | IDG News Service 2015.05.28
미국 위스콘신 대학과 미국 농무부의 연구팀이 나무에서 추출한 물질로 만든 반도체 칩을 개발했다. 이번에 개발된 칩은 생분해성은 물론, 기존 반도체 생산 비용의 극히 일부 만으로도 생산이 가능한 것이 특징이다.



연구팀은 반도체의 동작 계층을 지지하는 칩 기판으로 섬유소 재질의 CNF(Cellulose Nanofibril)를 사용했다. CNF는 종이를 만드는 데 사용되는 풍부한 물질인 섬유소에서 추출하는 것으로, 유연하고 투명하며 견고한 물질로 전기적 특성에 잘 맞는다.

이런 특성으로 CNF는 종이나 비단과 같은 천연재료를 사용하는 대안 칩 설계보다 뛰어나다는 것이 연구팀의 설명이다.

연구팀은 CNF를 에폭시로 코팅해 표면을 한층 부드럽게 하고 열이 가해졌을 때 늘어나지 않도록 했다. 또한 CNF 기판 상에서 갈륨비소 기반의 초단파 기기를 제작하는 방법도 개발했는데, 이 기기는 스마트폰이나 태블릿 등의 모바일 기기에 폭넓게 사용되는 것이다.

연구팀은 네이처 커뮤니케이션즈에 발표한 보고서를 통해 CNF 칩이 “기존 최고 수준의 전자 기기와 비교할 수 있을 만큼의 고성능 전자기기”라고 강조했다.

갈륨비소는 현재 미 캘리포니아 정부에 의해 발암 물질로 등록되어 있으며, 비소 때문에 위험성을 가지고 있다. 또한 폐기된 전자기기에서 이를 화학적으로 추출하는 비용이 비싸기 때문에 전자기기에서 갈륨비소의 함량을 제한하는 것이 좋다.

전통적인 반도체 칩은 지지 기판이 동작 계층과 동일한 물질로 만들어진다. 그만큼 갈륨비소가 많이 함유될 수밖에 없는 것이다. 하지만 CNF 칩은 동작 계층만이 반도체 물질로 이루어진다.

연구팀을 이끌고 있는 위스콘신대학 전기 및 컴퓨터 공학 젠치앙 마 교수는 이메일을 통해 “나무 칩이 상용화되면 엄청난 재료 비용이 절감될 것”이라며, “연구팀은 실질적으로 반도체 물질의 사용을 99.9%까지 줄였다”라고 설명했다. 또 실질적인 칩 생산 비용은 애플리케이션에 따라 달라질 것이라고 덧붙였다.  editor@itworld.co.kr
 Tags 갈륨비소 반도체 나무 섬유소

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