실리콘 없는 칩으로 기술 혁명의 문턱에 선 중국

실리콘 없는 칩으로 기술 혁명을 앞둔 중국 - 1

이 칩의 특징은 실리콘을 완전히 대체하는 새로운 소재를 사용했다는 것입니다(그림: FS).

최근 베이징 대학은 실리콘을 사용하지 않고도 오늘날 가장 진보된 프로세서보다 40% 더 강력하고 에너지 효율성이 높은 혁신적인 칩을 개발했다고 발표했습니다.

미국의 제재가 중국의 첨단 칩 기술 접근을 제한하는 데 목적을 두었지만, 본래 목적을 달성하지 못한 것으로 보이는 가운데 이러한 조치가 취해졌습니다.

이는 안드로이드 금지로 인해 HarmonyOS(화웨이가 자체 개발한 운영체제)가 탄생했고, 현재 중국이 칩 자율성을 추진하고 있는 것과 비슷합니다.

이 나라는 정부 컴퓨터와 서버에서 인텔과 AMD 프로세서 사용을 금지할 계획이며, 세계적인 칩셋 기술 그룹인 엔비디아와 경쟁하기 위해 인공지능을 위한 고성능 칩을 생산하기 위한 노력도 기울이고 있습니다.

이 새로운 단계를 통해 중국은 의존성 문제를 해결할 뿐만 아니라 완전히 새로운 처리 기술로 컴퓨터 산업에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 베이징대학교는 실리콘을 전혀 사용하지 않은 칩을 사용한 2차원(2D) 트랜지스터 아키텍처를 최초로 성공적으로 개발했습니다.

개발팀에 따르면, 이 새로운 칩은 세계에서 가장 강력하고 효율적이며 에너지 효율적인 칩 중 하나가 될 잠재력을 가지고 있습니다. 기존의 실리콘 칩은 수 나노미터 크기에서 점차 물리적 한계에 도달하는 반면, 중국의 2차원 트랜지스터 기술은 이러한 장벽을 극복했습니다.

이 칩의 독특한 특징은 실리콘을 완전히 대체하는 새로운 소재를 사용한다는 것입니다. 구체적으로, 연구팀은 채널에 비스무트 옥실셀레나이드(Bi2O2Se)를, 게이트 전극에는 비스무트 셀레나이트 산화물(Bi2SeO5)을 사용했습니다. 이 소재들은 원자적으로 매우 얇으면서도 뛰어난 전자적 특성을 가진 2차원 반도체를 형성합니다.

이러한 재료의 장점은 다음과 같습니다.

비스무트산셀레나이드(Bi 2 O 2 Se): 실리콘과 같이 얇을 필요가 없어도 높은 전자 전달 속도를 가지고 있으며, 전하 에너지를 보다 효율적으로 유지하고 제어할 수 있습니다.

트랜지스터의 상태 전환은 더 빠르게 이루어져 과열 위험을 줄이고 에너지 손실을 최소화합니다. 한 연구자에 따르면, 전자는 매끄러운 파이프를 흐르는 물처럼 거의 저항 없이 움직입니다.

두 재료 사이의 계면이 더 매끄러워 결함과 전기적 잡음을 줄이는 데 도움이 됩니다. 구조적으로, 새로운 트랜지스터는 GAAFET(Gate-All-Around Field-Effect Transistor) 구조를 사용합니다.

GAAFET 기술은 완전히 새로운 기술은 아니며 5나노미터 미만의 실리콘 칩에 사용되어 왔습니다. 그러나 기존의 수직 FinFET 채널 구조와 달리, 이 새로운 디자인의 채널은 수평으로 배치됩니다.

연구팀은 새로운 칩이 현재 가장 진보된 3나노미터 실리콘 칩 아키텍처보다 40% 더 빠르게 작동하고 10% 더 에너지 효율이 높을 것이라고 주장합니다.

이는 실험실 규모의 성과이지만, 연구팀은 이 칩을 프로토타입 장치에 성공적으로 통합하여 기존 전자 회로와의 호환성을 입증했습니다. 이는 대량 생산 가능성을 열어주었으며, 연구진은 이 제조 공정을 산업 규모로 개발하는 데 낙관적인 전망을 가지고 있습니다.

상용화에는 수년이 걸릴 수 있지만, 이 혁신은 미국 기술에 대한 의존도를 줄이고 기존 실리콘 기술의 한계를 극복하려는 중국의 적극적인 노력을 나타내며 컴퓨팅 역사의 새로운 장을 열었습니다.

출처: https://dantri.com.vn/cong-nghe/trung-quoc-tren-da-cach-mang-cong-nghe-voi-chip-khong-dung-silicon-20250517113350547.htm