출처 : http://www.zdnet.co.kr/news/enterprise/cpu/0,39031075,39157299,00.htm
IBM 칩에 진공 공간을 삽입하다
Michael Kanellos ( CNET News.com ) 2007/05/04
IBM의 연구원들이 최근 반도체 내에 내장되어 있는 구리선 사이에 진공 공간을 만드는 방법을 개발해 냈다고 밝혔다.
이는 칩의 속도와 성능을 향상시키고, 전력 소비량을 감소시키는데 큰 역할을 하는 절연기술이다.
실제로 실험에서 이 기술이 적용된 칩의 성능이 최대 35% 증가하는 것을 목격할 수 있었고 전력 소비량은 15% 이상 감소하는 등, 성능 향상과 전력 소비 감소라는 두 마리의 토끼를 잡을 수 있다는 사실이 증명되었다.
이번 프로젝트를 지휘한 IBM 고문 댄 애댈스타인(Dan Eldelstein)은 「에어갭(Airgap)」이라고 명명된 이 진공 기술이 IBM의 32 나노미터 마이크로프로세서 생산 공정에 적용될 예정이라고 밝혔다.
덧붙여 그는 이 기술이 적용된 칩은 2009년에 출시될 예정이다. IBM의 반도체 부문 제휴사들 (AMD, 도시바, 소니, 그리고 향 후 제휴를 맺을 회사들) 또한 그들이 생산하는 칩에 이 기술을 도입할 수 있을 것이라고 말했다.
공기를 비롯해, 아무 것도 존재하지 않는 상태인 진공 상태만큼 탁월한 절연 효과를 내는 곳이 없다.
칩 제조사들은 지난 수년 동안 전선 간에 발생하는 의도하지 않은 전송 현상과 충돌 현상을 방지하기 위해 다양한 절연체를 사용해 왔지만 절대로 깨어지지 않는 「무어의 법칙」은 이러한 그들의 노력을 매우 어렵게 만들어 왔다.
칩의 크기를 줄이는 것은 결국 그 안에 내장되어 있는 구리 선간의 간격이 점점 줄어든다는 이야기이기 때문이다.
과학자들은 상대적으로 진공 상태와 흡사한 다공성 재료를 이용하려고도 노력했지만 불행히도 이런 다공성 재료는 일반적으로 깨지기 쉬운 재질로 되어 있어 마이크로 칩 내에서 발생하는 열이나 또 다른 충격만으로도 쉽게 망가지는 단점을 가지고 있었다.
애댈스타인은 "우리는 이제 기존의 재료를 사용할 필요가 없어졌다"고 말했다.
진공 상태의 빈 공간을 삽입하는 생산 기술에 대한 아이디어는 IBM 연구원 척 블랙(Chuck Black)이 수행하고 있던 자체 결집 분자(self-assembling molecules)에 대한 연구에서부터 비롯되었다. 이 자체 결집 분자는 고분자 공중합체(diblock copolymers)이라고도 불린다.
고분자 공중합체는 일반적인 환경에서는 서로를 몰아내는 성질을 가진 두 개의 분자로 구성이 되어있다. 이 분자를 특정 방향으로 진행하게끔 디자인하고, 이들이 어떻게 상호 작용할 지에 대해 조정해 줌으로써, 이들의 화학적 반발 작용을 이용해 복잡한 패턴을 만들어내는 것이다.
애댈스타인은 "이러한 방법은 사실 자연 생태계에서 이루어지고 있는 특정 프로세스를 모방 한 것이다. 이러한 현상은 실제로 바다 조개나 눈송이가 분자 단위로 성장하는 모습에서 찾아 볼 수 있다"고 설명했다.
IBM의 진공 기술
제공: IBM
위 사진은 에어갭을 이용해 만들어진 마이크로프로세서의 모습이다. 서로 반발작용을 일으키는 분자로 구성되어 있는 에어갭이 칩에 덮여있는 모습. 자연적인 반발 작용이 매우 복잡한 패턴을 만들어내는데, 이는 IBM이 칩 내부의 전선 사이에 진공 공간을 만들 때 사용된다. 이러한 자체 결집 기술은 눈송이가 만들어진 현상과 유사한 형태를 띤다. (칩 아래에 깔려 있는 비닐 랩은 자체 결집 기술로 만들어 진 것이 아니다.)
제공: IBM
IBM은 지난 수년 동안 세계 곳곳에 분포해 있는 IBM 연구소가 진행해 온 연구 결과를 활용하기 위한 노력을 전개해 왔다. 칩 부문에서도 새로운 기술을 개발, 기존에 생산하고 있는 칩에 새로운 혁신을 불러일으키고, 타 회사들에게도 판매하고자 많은 노력을 기울여 왔다. 위 사진은 IBM이 일구어낸 성과물을 나열한 것이다.
제공: IBM
IBM 고문 댄 애댈스타인(Dan Edelstein)은 이번 에어갭 프로젝트를 지휘한 인물이다.
제공: IBM
IBM 에어갭 기술을 적용한 칩의 단면을 확대한 모습. 구리 빛을 띠는 부분이 바로 구리선이다. 빈 공간들이 바로 진공 공간. 에어갭 기술을 사용하지 않는 보통 전선은 유리와 같은 절연체로 싸여 있는 경우가 많다.
소수의 업체들은 자체 결집 현상을 유발하는 데에 미생물 단백질을 활용하는 방법을 고안 중인 것으로 알려졌다.
에어갭을 만드는 방법을 설명하자면, 우선 구리선을 칩에 부착하고, 전선 사이에 절연체를 삽입한다. 그 후 고분자 공중합체가 비로소 부착이 된다. 이후 자체 결집 현상의 결과물로서, 지름 20 나노미터 크기의 극 미세한 점들이 열을 맞춘 채로 빈 공간을 채운다.
이 점들은 다음 단계를 진행하는 하나의 틀 역할을 해준다. 생성된 점들은 이후 화학적으로 부식되어 없어지고, 이들이 없어진 곳은 결국 빈 공간으로 남게 되는 것이다.
애댈스타인은 "한 개의 중합체는 구멍이 되고, 나머지 한 개는 구멍 사이를 채우는 재료가 된다"고 설명했다.
절연체로 사용된 재료는 계속되는 부식과정을 거쳐 제거되고, 이로 인해 발생한 빈 공간은 진공 상태를 만들기 위해 봉인된다.
자체 결집 기술과 더 나은 절연체를 찾는 연구는 사실 서로 전혀 관련이 없었던 연구였다. 그러나 애댈스타인이 블랙의 논문을 읽게 되었고, 그는 이 두 아이디어를 "한데 묶어 보자는 생각을 하게 되었다"고 그는 말했다.
IBM 칩에 진공 공간을 삽입하다
Michael Kanellos ( CNET News.com ) 2007/05/04
IBM의 연구원들이 최근 반도체 내에 내장되어 있는 구리선 사이에 진공 공간을 만드는 방법을 개발해 냈다고 밝혔다.
이는 칩의 속도와 성능을 향상시키고, 전력 소비량을 감소시키는데 큰 역할을 하는 절연기술이다.
실제로 실험에서 이 기술이 적용된 칩의 성능이 최대 35% 증가하는 것을 목격할 수 있었고 전력 소비량은 15% 이상 감소하는 등, 성능 향상과 전력 소비 감소라는 두 마리의 토끼를 잡을 수 있다는 사실이 증명되었다.
이번 프로젝트를 지휘한 IBM 고문 댄 애댈스타인(Dan Eldelstein)은 「에어갭(Airgap)」이라고 명명된 이 진공 기술이 IBM의 32 나노미터 마이크로프로세서 생산 공정에 적용될 예정이라고 밝혔다.
덧붙여 그는 이 기술이 적용된 칩은 2009년에 출시될 예정이다. IBM의 반도체 부문 제휴사들 (AMD, 도시바, 소니, 그리고 향 후 제휴를 맺을 회사들) 또한 그들이 생산하는 칩에 이 기술을 도입할 수 있을 것이라고 말했다.
공기를 비롯해, 아무 것도 존재하지 않는 상태인 진공 상태만큼 탁월한 절연 효과를 내는 곳이 없다.
칩 제조사들은 지난 수년 동안 전선 간에 발생하는 의도하지 않은 전송 현상과 충돌 현상을 방지하기 위해 다양한 절연체를 사용해 왔지만 절대로 깨어지지 않는 「무어의 법칙」은 이러한 그들의 노력을 매우 어렵게 만들어 왔다.
칩의 크기를 줄이는 것은 결국 그 안에 내장되어 있는 구리 선간의 간격이 점점 줄어든다는 이야기이기 때문이다.
과학자들은 상대적으로 진공 상태와 흡사한 다공성 재료를 이용하려고도 노력했지만 불행히도 이런 다공성 재료는 일반적으로 깨지기 쉬운 재질로 되어 있어 마이크로 칩 내에서 발생하는 열이나 또 다른 충격만으로도 쉽게 망가지는 단점을 가지고 있었다.
애댈스타인은 "우리는 이제 기존의 재료를 사용할 필요가 없어졌다"고 말했다.
진공 상태의 빈 공간을 삽입하는 생산 기술에 대한 아이디어는 IBM 연구원 척 블랙(Chuck Black)이 수행하고 있던 자체 결집 분자(self-assembling molecules)에 대한 연구에서부터 비롯되었다. 이 자체 결집 분자는 고분자 공중합체(diblock copolymers)이라고도 불린다.
고분자 공중합체는 일반적인 환경에서는 서로를 몰아내는 성질을 가진 두 개의 분자로 구성이 되어있다. 이 분자를 특정 방향으로 진행하게끔 디자인하고, 이들이 어떻게 상호 작용할 지에 대해 조정해 줌으로써, 이들의 화학적 반발 작용을 이용해 복잡한 패턴을 만들어내는 것이다.
애댈스타인은 "이러한 방법은 사실 자연 생태계에서 이루어지고 있는 특정 프로세스를 모방 한 것이다. 이러한 현상은 실제로 바다 조개나 눈송이가 분자 단위로 성장하는 모습에서 찾아 볼 수 있다"고 설명했다.
제공: IBM
위 사진은 에어갭을 이용해 만들어진 마이크로프로세서의 모습이다. 서로 반발작용을 일으키는 분자로 구성되어 있는 에어갭이 칩에 덮여있는 모습. 자연적인 반발 작용이 매우 복잡한 패턴을 만들어내는데, 이는 IBM이 칩 내부의 전선 사이에 진공 공간을 만들 때 사용된다. 이러한 자체 결집 기술은 눈송이가 만들어진 현상과 유사한 형태를 띤다. (칩 아래에 깔려 있는 비닐 랩은 자체 결집 기술로 만들어 진 것이 아니다.)
제공: IBM
IBM은 지난 수년 동안 세계 곳곳에 분포해 있는 IBM 연구소가 진행해 온 연구 결과를 활용하기 위한 노력을 전개해 왔다. 칩 부문에서도 새로운 기술을 개발, 기존에 생산하고 있는 칩에 새로운 혁신을 불러일으키고, 타 회사들에게도 판매하고자 많은 노력을 기울여 왔다. 위 사진은 IBM이 일구어낸 성과물을 나열한 것이다.
제공: IBM
IBM 고문 댄 애댈스타인(Dan Edelstein)은 이번 에어갭 프로젝트를 지휘한 인물이다.
제공: IBM
IBM 에어갭 기술을 적용한 칩의 단면을 확대한 모습. 구리 빛을 띠는 부분이 바로 구리선이다. 빈 공간들이 바로 진공 공간. 에어갭 기술을 사용하지 않는 보통 전선은 유리와 같은 절연체로 싸여 있는 경우가 많다.
소수의 업체들은 자체 결집 현상을 유발하는 데에 미생물 단백질을 활용하는 방법을 고안 중인 것으로 알려졌다.
에어갭을 만드는 방법을 설명하자면, 우선 구리선을 칩에 부착하고, 전선 사이에 절연체를 삽입한다. 그 후 고분자 공중합체가 비로소 부착이 된다. 이후 자체 결집 현상의 결과물로서, 지름 20 나노미터 크기의 극 미세한 점들이 열을 맞춘 채로 빈 공간을 채운다.
이 점들은 다음 단계를 진행하는 하나의 틀 역할을 해준다. 생성된 점들은 이후 화학적으로 부식되어 없어지고, 이들이 없어진 곳은 결국 빈 공간으로 남게 되는 것이다.
애댈스타인은 "한 개의 중합체는 구멍이 되고, 나머지 한 개는 구멍 사이를 채우는 재료가 된다"고 설명했다.
절연체로 사용된 재료는 계속되는 부식과정을 거쳐 제거되고, 이로 인해 발생한 빈 공간은 진공 상태를 만들기 위해 봉인된다.
자체 결집 기술과 더 나은 절연체를 찾는 연구는 사실 서로 전혀 관련이 없었던 연구였다. 그러나 애댈스타인이 블랙의 논문을 읽게 되었고, 그는 이 두 아이디어를 "한데 묶어 보자는 생각을 하게 되었다"고 그는 말했다.
