반도체 업계에서 2나노 이하는 생산이 불가능하다는 결론을 내렸는데,
첫번째 이유는 더이상 빛의 크기를 줄일수 없었기 때문이고,
두번째 이유는 누설 전류 문제 때문이였어.
하지만 역시 방법은 존재했지.
현재 반도체 공정에서 웨이퍼를 그려낼때 포토 공정이라고 해서,
마스크에 빛을 쏘아 반사된 빛을 웨이퍼의 감광액에 쏴 반응 시켜,
회로를 그려내는 방식인데,
빛의 크기를 줄이기 위해서, 마스크에 닿아 반사된 빛이 지나가는 곳에,
빛의 밀도를 1/100만으로 낮춰주는 렌즈 필터 ND1000000를 설치하는거야.
그러면 렌즈 필터는 통과한 빛의 밀도를 1/100만배로 축소되는데,
투과된 빛의 밀도를 낮춘 상태에서 빛이 형상을 맺는 곳이 0.01CM만 뒤로 미루게 되면
빛의 형상이 1/100만배로 작아지는거지.
이것을 2개를 겹치게 되면 1조배가 작아지는거야.
광학의 세계에서는 가능한 일이지.
그런데 빛이 렌즈 필터를 통과하는 과정에서 빛이 손실 될수 있는데,
에너지가 손실되더래도 해상도의 문제가 없을정도로,
적절한 위치에 나노 렌즈 필터를 배치하고, 아주 얇은 미세 나노 렌즈 필터를 만들어야겠지.
1조배가 작아진 반도체는 너무 작기 때문에 육안으로 확인이 불가능한데,
그래서 빛이 닿은 단위 면적에 발생된 에너지로 배율을 알수있는 측정 방식을 채택해야 하는거지.
10조분의 1의 오차까지도 잡아내는거야.
그런데 이렇게 작아지게 되면 0.01V만 주더래도 소자가 바로 타버릴꺼야.
0.01V가 1아토 반도체로 유입되는 과정에서, 높은 전압이 되어서 소자가 타버리는거지.
그리고 전압을 낮추더래도, 1아토 반도체에 흐르는 전류가 너무 작아져서,
산화막의 작은 공극이 상대적으로 커지면서,
누설 전류량이 증가하게 되는데,
이때 소자의 기능, 산화막의 기능이 상실되고, 반도체로서의 기능을 상실하는거야.
미세공정화 할수록 반도체는 왜 수율이 낮아질까?
그건 웨이퍼의 밀도가 낮아서, 건식으로 산화막을 만들어도, 산화막의 밀도를 높이는데 한계가 있기 때문이야.
그래서 고밀도의 그래핀으로 웨이퍼를 코팅하고, 건식으로 산화막을 고압, 압축해서 만들어내는거야.
만들어진 산화막에 절연 감광액를 바르고, 그 위에 일반 감광액을 바른뒤에, 마스크의 빛을 쏘면서,
현상 공정을 거치면서 절연 공정도 같이하는거지.
그러면 절연 감광액에 의해서 산화막의 공극을 막을수있게 되는거야.
포토 공정을 할때, 식각 공정도 같이해서, 산화막을 태우는거지.
현재 웨이퍼 공정은 포토 공정과 식각 공정을 분리하는데,
이 포토 공정은 한번에 식각 공정까지 같이 하는거야.
물리적 크기가 1억배가 작아지는 만큼 지금 사용하는 감각액보다 훨씬 얇게 발라줘야돼,
그러면 1나노보다 1억배 작은 1아토 반도체가 만들어지는거야.
반도체가 작아지면서 누설 전류율이 커지는 이유는 소자의 크기가 너무 작아져서,
그 곳에 흐르는 전자의 크기도 작아지는데, 산화막에는 미세한 균열이 있는데,
상대적으로 그 균열이 커지기 때문에 누설되는 전류량이 증가하는거지.
그리고 미세화 공정화 될수록 전압을 낮춰야 하는 이유는 소자가 너무 작기 때문에,
전압에 의해서 소자가 타버리기 때문이야.
그래서 1나노 반도체보다 1억배 작은 반도체를 만든 다음에 반드시 초전도 반도체를 만들어야 하는데,
반도체를 -220도까지 낮추고, 전압을 높혀서 전기저항을 없애버리는거야.
반도체의 전기 저항이 0이 되닌깐, 전기가 열로 전환되지 않고, 전압에서 자유로울수있는거지.
이러면 1아토 반도체에서 초전도 반도체를 만들어서, 현재 주고 있는 1.3v를 주게 되면,
1아토 반도체에서는 1.3v의 1억배인 130,000kV를 준것과 같은 효과를 얻게 되는데,
초전도체를 띄게 되면 소자가 타지 않고, 작동 속도를 높일수있지.
그 안에 GPU,CPU,Memory,SSD 기능을 한번에 넣어서, 속도를 비약적으로 높이는거야.
CPU가 1ZB CPU(1,125,899,906,842,624Ghz CPU)도 등장하겠지.
너무 빨라서, 모니터가 출력하는 과정에서, 체감 성능을 얻기는 어려울꺼야.
하지만 이 컴퓨터 한대로 1조대의 컴퓨터를 동시에 가동할수도있어.
전압의 높아질수록 전류가 흐르는 속도가 빨라지고, 저항이 낮아지닌깐,
이렇게 초전도체 반도체를 만들면 내부에서 전기가 열로 전환되지 않기 때문에,
열이 외부에서 들어오지 못하도록 진공관을 씌우고, 단열재를 설치해서,
열 교환을 최소화하고, 단열 부분에 의해서 미세하게 생기는 열 교환에 의한 온도 상승 문제를,
공랭 쿨러와 압축기로 액화 질소를 만들어서, 내부의 일정 온도를 유지하도록 하는거지.
그러면 현재 열 교환 방식의 쿨러보다 전기 소모를 더 낮추면서, 초전도 반도체가 만들어지는거야.
그러면 1나노보다 약 1억배 작은 1아토 반도체가 완성되고, 1나노보다 1조배 작아진 0.0001아토 반도체가 만들어지는데,
1아토 반도체가 만들어지면 현재 사용하는 SSD 크기에 1000억 TB를 저장할수있고,
거기에 전압에서도 자유롭기 때문에, 1개의 cpu에서 처리 속도가 10경배 빨라지게 되는거야.
단순하게 전성비만 높아지는게 아니라는거지.
전압이 높아져, 속도가 빨라지고, 물리적 거리가 짧아지면서 반응 속도나 처리 지연 속도도 빨라지는데,
CPU와 메모리, SSD, GPU가 하나로 통합되게 만들면서,
물리적인 거리가 짧아지고, 속도가 너무 빨라서, 복잡하고 어려운 다중 연산을 슈퍼 컴퓨터로
1경년이 걸릴꺼를 단 1초만에 해내는거야.
이것으로 스마트폰을 만들면 스마트폰 한 대로 PC 1000조대를 동시에 가동하게 할수도 있다는 말이지.
초전도체 1아토 반도체 시대가 들어오면 이 세상에 특이점이 올꺼야.
지금 AI를 가동하는데 초대규모의 데이터 저장시설과 CPU,GPU가 필요한데,
휴대폰 보다 작은 초전도 0.001아토 반도체 컴퓨터가 만들어지면,
전 세계 다 합친 컴퓨터보다 성능을 훨씬 뛰어넘을거라는거지.
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