IBM은 이 새로운 디자인을 기반으로 한 칩이 AMD, ARM, Intel 등의 회사에서 생산하는 현재 40nm 칩에 비해 10% 더 높은 성능을 제공할 것이라고 주장합니다.

IBM은 퀄컴, AMD 등의 칩을 생산하는 삼성 및 글로벌 파운드리와 협력하여 5nm 칩 생산을 위한 새로운 극자외선(EUV) 리소그래피 공정을 공개했습니다. 이 기술을 통해 기업들은 하나의 컴퓨터 칩에 30억 개 이상의 트랜지스터를 집적할 수 있게 됩니다.

불과 7년 전, IBM은 XNUMXnm 칩 제조 공정을 발표했고, 삼성은 이르면 내년에 출하를 시작할 것으로 예상됩니다.

새로운 5nm 칩은 게이트 소재가 세 개의 수평 실리콘 나노시트를 감싸는 "Gate-All-Around"(GAAFET) 트랜지스터를 사용합니다. 이는 수직 핀에 의존하는 일반적인 FinFET 설계와 대조됩니다.

IBM은 FinFET 설계를 5nm로 확장하는 방안을 모색했지만, 초박형 핀의 제한된 전류 흐름으로 인해 성능 한계에 부딪혔다고 밝혔습니다. GAA 아키텍처는 여러 측면에서 더 간단하며 3nm까지 축소 가능한 것으로 알려져 있습니다.

IBM에 따르면, 새로운 디자인은 전력 소비를 늘리지 않고도 AMD, ARM, Intel의 기존 40nm 칩보다 10% 향상된 성능을 제공합니다. 성능 수준이 그대로 유지된다면, 이 칩은 전력 소비를 75%까지 줄일 수 있습니다.

IBM의 새로운 공정은 제조 과정에서 나노시트 폭을 지속적으로 조정할 수 있게 하여 단일 칩 설계 내에서 회로 전력과 성능을 미세하게 조정할 수 있게 해줍니다.

첨단 반도체 분야에서 TSMC, 삼성, 인텔과 같은 선도적인 제조업체는 계속해서 R&D 투자를 늘리고 있습니다.

최근 TSMC는 북미 기술 심포지엄 14에서 1.4nm급 공정인 2025A를 발표했으며, 2028년 상반기에 양산을 목표로 하고 있습니다. 이름과 기술은 역시 14nm급 공정을 주장하는 인텔의 1.4A와 직접적으로 경쟁합니다.

삼성전자는 2nm GAA 공정(SF2)에 대한 최신 정보를 공개했으며, 개발이 순조롭게 진행되고 있습니다. 특히, 1년 양산을 목표로 2029nm 공정 R&D팀을 구성했습니다.

인텔은 올해 말 애리조나 신규 공장에서 인텔 18A 공정의 대량 생산을 시작할 계획입니다. 첫 번째 제품은 모바일 플랫폼용 팬서 레이크 클라이언트 프로세서로, 이미 엔지니어링 샘플 형태로 출시될 예정입니다. 코어 울트라 300 시리즈라는 이름으로 출시될 이 프로세서는 쿠거 코브(Cougar Cove) 고성능 코어, Xe3 GPU 아키텍처, 그리고 차세대 NPU 유닛을 탑재할 예정입니다.

한편, 무어의 법칙은 점차 한계에 다다르고 있습니다. 칩 공정이 물리적 한계에 다다르면서, 양자 터널링 및 열 관리와 같은 과제는 트랜지스터 미세화를 통한 추가적인 성능 향상을 저해하고 있습니다. 최첨단 제조 기술의 혁신을 넘어, 새로운 기술들이 컴퓨팅의 미래를 바꾸고 있습니다.

예를 들어, 광자 칩은 실리콘 기반 광자 집적 기술을 활용하여 광 신호를 통해 데이터를 처리하여 초저전력 소모 및 고속 처리와 같은 장점을 제공합니다. 이미 광섬유 통신 시스템에 널리 사용되고 있는 광자 칩은 대역폭, 지연 시간, 전자파 간섭 저항성이 뛰어납니다. IBM은 최근 데이터 센터의 고대역폭 데이터 전송에 혁명을 일으키기 위해 공동 패키지 광학(CPO)용 폴리머 도파관(PWG)을 시연하는 등 광 기술에 막대한 투자를 하고 있습니다.

양자 컴퓨터의 핵심 구성 요소인 양자 칩은 양자 중첩과 얽힘을 활용하여 전례 없는 계산 속도를 달성합니다. 그러나 큐비트 안정성을 유지하기 위해서는 절대 영도에 가까운 온도와 같은 극한 조건이 필요합니다.

다른 혁신 기술로는 실리콘보다 뛰어난 전기적 및 열적 성능을 보장하는 탄소 나노튜브 칩과 효율적인 AI 및 머신러닝 작업을 위해 인간 뇌의 뉴런을 모방하는 뉴로모픽 칩이 있습니다. 무어의 법칙은 쇠퇴하고 있을지 모르지만, 이러한 기술들은 정보 기술의 미래를 재정의할 것으로 예상됩니다.