0.01나노 반도체가 가능해진 이유.JPG

GravityNgc2024.03.25
조회79

 

반도체 업계에서 2나노 이하는 생산이 불가능하다는 결론을 내렸지.


그 이유는 더이상 빛의 크기를 줄일수 없었기 때문이고, 그 다음은 누설 전류 문제 때문이였어,


하지만 역시 방법은 존재했지.


현재 반도체 공정에서 웨이퍼를 그려낼때 포토 공정이라고 해서,


마스크에 빛을 쏘아 반사된 빛을 웨이퍼에 쏴서 그려내는데,


이때 투과된 빛의 밀도를 낮춰주는 렌즈 필터 ND1000000를 빛이 지나가는 지역에 설치하는거야. 


렌즈 필터는 통과한 빛의 밀도를 1/100만배로 축소시켜주는데, 


투과된 빛의 밀도를 낮춘 상태에서 빛이 형상을 맺는 곳이 0.01CM만 뒤로 미루게 되면


빛의 형상이 1/100만배로 작아진다는거지.


단 0.001CM만 뒤로 미루었는데 빛의 크기가 100만배가 작아지는거야.


빛이 닿은 단위 면적에 에너지량으로 목적 배율에 달하도록 설정하는거야.


0.001의 오차까지도 잡아내는거지.


현재 2나노 공정에서 빛의 밀도를 낮추고, 축소 배율을 높이는 공정을 넣게 되면


한 순간에 0.000001나노가 되는거야.  


2개를 겹치게 되면 1조배 작아지게 만들수있지. 


빛의 투과 되면서 생기는 해상도 손실을 줄이려면 축소 렌즈의 크기를 줄이고, 빛이 어느정도 모인 지점에 설치해야,


빛이 매질에 의해서 흡수되지 않겠지. 그래서 진공의 상태에서 렌즈필터를 적절한 위치에 설치해야하는거야.


1나노도 어렵다는게 현재 반도체 업계인데


한 순간에 10억배 작아진 1아토 반도체를 만들수있게되는거지.


누설 전류 문제를 막는 방법은 웨이퍼에 절연체를 코팅하고,


그 위에 그래핀으로 코팅한 이후에 고밀도 건식 산화막을 만드는거야. 


산화막과 웨이퍼 사이에 얇은 절연체가 들어가게 되지. 


누설 전류가 생기는 이유는 소자의 크기가 너무 작아져서, 그 곳에 흐르는 전자의 크기도 작아지는데,


산화막에 있는 미세한 균열이나 구멍들의 크기가 상대적으로 커지기 때문이야.


그 곳을 메꾸거나 절연체를 코팅해주는거지.


그런데 미세화 공정화 될수록 전압을 낮춰야 하는 이유도 전류가 작아져서 누설 전류가 높아져,


소자가 타버리기 때문이야. 그래서 1나노 반도체보다 1억배 작은 반도체를 만들려면


초전도 반도체를 만들어야 하는데,


반도체를 -220도까지 낮춰서 초전도체를 만드는거야.


전기 저항이 0이 되닌깐, 전기가 열로 전환되지 않겠지.


그러면 외부에서 들어오는 열만 진공관으로 차단하는거야.


단열과 진공관으로 열 교환을 최소화하고, 단열에 의해서 미세하게 생기는 열 교환에 의한 온도 상승 문제는


공랭과 압축기로 액화 수소를 만들어서, 내부의 일정 온도를 유지하도록 하는거야.


그러면 현재 열 교환 방식의 쿨러보다 전기 소모를 더 낮추면서, 초전도 반도체가 만들어지는거지.


그러면 1나노보다 약 1조배 작은 반도체가 타지 않고 누설 전류 없이 가동되는거야.


1아토 반도체가 만들어지면 현재 사용하는 SSD에 1억 TB를 저장할수있고, 


전성비가 매우 높아지면서 반응 속도나 처리 지연속도도 빨라지는데,


대역폭만 높이게 되면 슈퍼 컴퓨터 1조배 보다 더 빠른 컴퓨터가 완성되는거야.


이것으로 스마트폰을 만들면 스마트폰 한 대로 PC 1억대를 동시에 가동하게 할수도 있다는 말이야.


지금 초전도체 기술을 가지고, 초전도체선에 진공관으로 덮어서, 


열 교환을 막고, 내부를 -160도~-220도를 유지하면 아무리 먼 거리를 전류를 보내더래도 전기 손실을 0으로 만들수있어.


전기 저항이 없다는 의미, 전기가 열로 전환되지 않는다는거고, 열이 전도, 대류, 복사에 의해서 교환되니,


열교환만 차단만 하면 효율이 높아지는거지.


초전도체 상용화 0.01 반도체 등장, 슈퍼 스마트폰 등장.


이 모든게 단 10년안에 끝날수도 있고, 100년이 지나도 불가능할수도 있어.


반도체 업계의 물리적 한계라는 2나노 반도체를 누군가 깨야겠지.


만약에 0.01나노 반도체 시대가 오게 된다면, 인류에 있어서 문명적 특이점이 발생하게 될꺼야.


이 특이점이 단 10년안에 올수도 있고, 


100년이 지나도 1000년이 지나도 못올수도 있어.


하지만 분명한것은 미래에 0.01나노 반도체가 등장할꺼라는거야.


초전도 반도체와 함께 말이지