인텔이 칩의 집적도를 대폭 향상시킬 수 있는 3D 패키징, 기존 메모리의 장점을 모두 결합한 Fe램 등 차세대 반도체 기술을 대거 공개했다.
5일 인텔은 '국제전자소자학회(IEDM) 2022'에서 2030년까지 단일 패키지에 1조개의 트랜지스터를 탑재하는 등 무어의 법칙을 지속하기 위한 주요 연구 성과를 발표했다.
이날 인텔 부품 연구 그룹은 새로운 3D 하이브리드 본딩 패키징 기술, 단일 칩에 더 많은 트랜지스터를 집적하기 위한 초박형 2D 물질, 더 높은 컴퓨팅 성능을 위한 에너지 효율성 및 메모리 등 크게 세 가지 분야의 연구 성과를 공개했다.
차세대 3D 패키징을 위한 준-모놀리식(복수의 기능을 단일 칩으로 구현하는 것) 칩은 하이브리드 본딩을 통해 칩의 집적도를 10배 개선할 수 있는 기술이다. 인텔은 "하이브리드 본딩을 3um 피치까지 지속적으로 줄여 모놀리식 시스템-온-칩과 유사한 상호연결 집적도와 대역폭을 달성했다"고 밝혔다.
또한 인텔은 낮은 누설전류로 상온에서 이중 게이트 구조의 트랜지스터를 효율적으로 스위칭 하는 동시에, 원자 3개 두께인 2D 채널 물질을 이용해 나노시트 구조를 적층한 GAA(게이트-올-어라운드) 기술을 시연했다. 이와 더불어 더 높은 성능과 확장성을 갖춘 트랜지스터 채널의 기반을 닦을 수 있는 2D 물질에 전자의 접촉 형태에 관한 포괄적 분석을 업계 최초로 공개했다.
인텔은 칩 영역을 보다 효과적으로 사용하기 위해 트랜지스터 위에 수직으로 배치할 수 있는 메모리를 개발했다고도 밝혔다. 인텔은 업계 최초로 기존 강유전체 트렌치 캐패시터의 성능과 일치하면서도, 로직 다이에 강유전체 램(FeRAM)을 구축하는데 사용할 수 있는 3D 적층형 강유전체 캐패시터를 시연했다.
강유전체는 외부 전기장 없이도 스스로 분극 현상을 일으킬 수 있는 물질이다. 이를 활용해 만든 FeRAM은 낸드플래시와 같은 비휘발성 메모리 특성과 더불어 고용량, 빠른 데이터 처리 속도까지 두루 갖춘 것이 장점이다.
이외에도 인텔은 5G 전환 가속화 및 전력 효율성 향상을 위한 300mm GaN on Si 웨이퍼 기술을 공개했다. 인텔은 업계 표준 GaN 대비 20배 높은 성능을 시연했으며, 고성능 컴퓨팅을 위한 전력 제공 부문에서 업계 최고 기록을 수립했다.
디일렉=장경윤 기자 jkyoon@thelec.kr
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