로직파워를 1000배 줄일 수 있는 스핀 웨이브(Spin Waves) 기술

대부분 랩탑을 무릎에 두고 사용하다가 너무 열이 많이 난다고 느꼈거나 스마트폰 배터리가 너무 빨리 닳는다는 생각을 많이 했을 것이다.  UCLA Henry Samueli School 연구팀은 트랜지스터 기술이 아닌 강유전성(ferroelectric)과 자기장 특성을 결합한 다중강성 소재(multiferroic material)를 사용하여 로직 제품의 전력 소모를 1000배 가까이 줄일 수 있는 기술을 소개하였다. 기존 트랜지스터 기술은 전자의 이동에 의해서 동작하는 것에 반해 이 기술은 전자의 실제 이동이 아닌 전자의 cascading 회전(spin)에 의해서 동작하는 기술로 spin wave라 부른다.

반도체 기술은 미세공정으로 갈수록 작은 공간에 많은 트랜지스터를 넣게되고 이로 인한 여러 가지 문제가 발생하는데, 이 중의 하나가 열 문제이다.  Western Institue of Nanoelectronics(WN)사의 이사이면서 UCLA 교수인 Kang L.Wang은  spin wave 기술은 이러한 미세공정화로 인한 문제를 해결할 수 있는 근본적인 방법 중의 하나이고 잠재적으로 spin-based 전자학의 새로운 패러다임을 열고 있다고 말한다.

Spin-based 제품은 전 세계적으로 연구가 많이 되고 있는데, 이 팀은 다중강성 소재를 이용하여 chip을 실제 구현하였고 전압 구동 (voltage-driven) spin wave 방식으로는 첫 성공적인 결과라고 한다.

tN insight: 반도체 기술은 로직 공정의 경우,  올해 FinFET 기술을 적용한 게이트 구조가 14nm 공정으로 양산될 것으로 예측한다. 아마도 여기까지는 무어의 법칙이 적용될 수 있을 것이다. 하지만,  계속 무어의 법칙을 이어가기 위해서는 공정개발 뿐만아니라 그 공정을 사용하기 위한 비용의 증가까지도 해결해야 함으로 쉬운 일은 아닐 것으로 생각한다. 또 다른 대안으로 인텔을 위시한 주요 파운드리 업체는 300mm 웨이퍼 대신 450mm 웨이퍼를 사용하려고 하고 있다. 하지만 어떤 형태로든 미세 공정을 사용하기 위한 비용은 엄청날 것으로 예상한다.  아마도 spin wave 기술을 비롯한 트랜지스터 기술을 대체할 수 있는 새로운 기술이 트랜지스터를 대체하기까지는 많은 시간이 필요할 것이다. 그렇지만, 반도체 기술이 진공관에서 트랜지스터로 옮겨오면서 새로운 반도체 역사를 세웠듯이 반도체가 새로운 기술에 의해서 또 한번 새로운 전기를 마련하고 누구든 아이디어만 있다면 적은 비용으로 쉽게 칩을 만들어 볼 수 있는 기술이 나오기를 기대한다.

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