실리콘 없는 칩으로 기술 혁명의 문턱에 선 중국

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.

이러한 새로운 단계를 통해 중국은 의존성 문제를 해결할 뿐만 아니라 완전히 새로운 처리 기술로 컴퓨터 산업에 혁명을 일으킬 수도 있습니다. 베이징 대학은 최초로 완전히 실리콘이 없는 칩을 사용한 2차원(2D) 트랜지스터 아키텍처를 성공적으로 개발했습니다.

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

이 칩의 특징은 실리콘을 완전히 대체하는 새로운 소재를 사용했다는 것입니다. 구체적으로 연구팀은 채널에 비스무트 옥실셀레나이드(Bi2O2Se)를, 게이트 전극에는 비스무트 셀레나이트 산화물(Bi2SeO5)을 사용했습니다. 이러한 소재는 2차원(2D) 반도체를 형성합니다. 즉, 원자적으로 얇은 시트로 전자적 특성이 뛰어납니다.

이러한 재료의 장점은 다음과 같습니다.

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

트랜지스터 상태 전환이 더 빠르므로 과열 위험이 줄어들고 에너지 손실도 최소화됩니다. 한 연구자에 따르면, 전자는 매끄러운 파이프를 흐르는 물과 같이 거의 저항 없이 움직입니다.

두 재료 사이의 계면이 더 매끄러워서 결함과 전기적 노이즈를 줄이는 데 도움이 됩니다. 건축학적으로 이 새로운 트랜지스터는 GAAFET(게이트-올-어라운드 전계 효과 트랜지스터) 구조를 사용합니다.

GAAFET 기술은 전혀 새로운 기술은 아니며 5나노미터 이하의 실리콘 칩에 적용되었습니다. 하지만 기존의 수직 FinFET 채널 구조 대신 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 연구실 규모의 성과이지만, 연구팀은 칩을 프로토타입 장치에 성공적으로 통합하여 기존 전자 회로와의 호환성을 입증했습니다. 이를 통해 대량 생산이 가능해지고, 연구자들은 산업적 규모 생산에 대한 연구에 낙관적인 태도를 보이고 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