IBM은 세계 최초로 2나노미터(nm) 나노시트(nanosheet) 기술로 개발된 칩을 선보이며 반도체 설계와 공정의 신기원을 이뤘다고 발표했다. 

반도체는 컴퓨터에서 가전제품, 통신 기기, 운송 시스템 및 주요 인프라에 이르기까지 모든 분야에서 중요한 역할을 하고 있다. 

특히 하이브리드 클라우드, AI, 사물인터넷 시대에 칩 성능과 에너지 효율 증대에 대한 요구는 계속 높아지고 있다. IBM의 새로운 2나노 칩 기술은 이러한 요구를 해결하는 한편, 반도체 산업을 최첨단으로 끌어올리는 데 도움을 줘 오늘날 가장 발전된 7나노 노드 칩보다 45% 더 높은 성능과 75% 더 낮은 에너지 사용을 달성할 것으로 예상된다.

최첨단 2나노 칩이 제공할 수 있는 잠재적 이점에는 ▲휴대폰 배터리 수명 4배 증가로 4일마다 충전 가능

▲전 세계 에너지 사용량의 1%를 차지하는 데이터 센터의 탄소 배출량 감소하고 모든 서버를 2나노 기반 프로세서로 변경할 경우, 잠재적으로 이 숫자를 크게 감소 ▲애플리케이션 처리 속도 향상부터 언어 번역 지원, 인터넷 액세스 속도 향상 등 노트북 기능 대폭 향상 ▲자율주행차에서 물체 감지 및 반응 시간 단축에 기여 등을 꼽을 수 있다.  

IBM 연구소 총괄 다리오 길 수석 부사장은 “이 새로운 2나노 칩에 반영된 IBM의 혁신은 반도체와 IT 산업 전체에 필수적”이라며 “이번 발표는(본질적인 과학이나 엔지니어링 진보에 기반한) 하드 테크(hard tech) 분야의 도전을 책임지는 IBM 접근 방식의 산물이자, 지속적인 투자와 에코시스템의 R&D 협업 접근 방식이 어떻게 중요한 기술적 발전을 만들어내는지를 보여주는 예시”라고 설명했다. 

최근의 성과는 반도체 혁신 분야에서 수십 년간 지켜온 IBM의 리더십에 기반을 두고 있다. IBM의 반도체 개발 노력은 뉴욕 올버니 나노테크 단지 내에 있는 연구소에서 이뤄진다. IBM 과학자들은 여기에서 공공 및 민간 부문 파트너들과 함께 논리 회로의 확장과 반도체 성능의 경계를 넓히기 위해 긴밀히 협력하고 있다. 

IBM 올버니 연구소는 이러한 혁신에 대한 협업 접근 방식을 통해 반도체 연구를 위한 선도적인 에코시스템을 구축하고 신기술 개발 프로젝트를 끊임없이 진행해 제조 수요를 해결하고 글로벌 칩 산업의 성장을 가속하도록 돕고 있다. 

IBM이 그동안 이뤄 온 반도체 혁신에는 7나노 및 5나노 공정 기술의 첫 구현, 단일 셀 DRAM, 데너드 스케일링 법칙, 화학적으로 증폭된 감광액, 구리 상호 연결 배선, 실리콘 온 인슐레이터 기술, 멀티 코어 마이크로프로세서, 하이-K 게이트 유전체, 임베디드 DRAM, 3D 칩 스태킹 기술 등이 포함된다. IBM 연구소의 7나노 업그레이드 버전을 포함한 IBM의 첫 상용화 제품은 올해 말 IBM 파워10 기반 IBM 파워 시스템에 적용돼 출시될 예정이다. 

◇손톱만 한 크기의 칩에 500억 개의 트랜지스터 장착 

칩당 집적된 트랜지스터 수를 늘리면 칩은 더 작고, 더 빠르고, 더 안정적이고, 더 효율적일 수 있다. 2나노 설계는 IBM의 나노시트 기술을 사용한 반도체 기술의 진보를 보여준다. 이 아키텍처는 업계 최초로, IBM이 5나노미터 디자인을 발표한 지 채 4년이 안 돼서 개발됐다. 이 최신 아키텍처 덕분에 손톱만 한 크기의 2나노 칩에는 최대 500억 개의 트랜지스터를 장착할 수 있게 됐다. 

칩에 집적된 트랜지스터가 많다는 것은 프로세서(칩) 설계자가 칩에 보안 및 암호화를 위한 새로운 경로나 AI, 클라우드 컴퓨팅과 같은 첨단 워크로드의 기능을 개선할 수 있는 핵심적인 혁신 기술을 더 많이 넣을 수 있다는 것을 의미한다. IBM은 이미 IBM 파워10 및 IBM z15와 같은 IBM 최신 하드웨어에서 혁신적으로 향상된 핵심 기능들을 구현하고 있다.