3진법 반도체라고? 그럼 우리는 4진법으로 간다!

조회 수 8458 댓글 32

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참고/링크	https://doi.org/10.1002/adfm.201905540

일전에 삼성전자의 지원을 받은 국내 연구진이 3진법 반도체를 개발했다는 소식은 다들 들으셨을 겁니다.

세계 최초 '3진법 반도체' 개발
https://gigglehd.com/gg/5267202

그런데 이번에는 성균관대학교에서 4진법 반도체 소자를 만들었다는 뉴스가 전해졌습니다.

<중앙일보> 성균관대 학부생 중심 연구팀 ‘4진법 초절전형 반도체 소자’ 개발
https://n.news.naver.com/article/025/0002940258

~~이건 뭐 “3진법 반도체라고? 그럼 우리는 4진법으로 간다!”도 아니고…~~

이렇게 3진법 이상의 진법을 사용하는 논리를 다치 논리(Multiple-valued logic)라고 부릅니다. 일전에 나왔던 3진법 반도체는 집적회로를 웨이퍼 상에 구현하는 것까지 성공했지만, 보도 내용을 볼 때 이 4진법 반도체는 이제 막 소자를 만들어내는 것까지만 한 모양이니 웨이퍼 상에 실제로 집적회로가 구현되기까지는 시간이 좀 더 필요할 겁니다. 다만, 4진법이면 3진법보다는 기존의 2진법 반도체와 좀 더 호환성이 높을 것 같군요. 2² = 4니까요.

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Comments '32'

poin_:D збройовий завод 2019.09.29 18:13

디씨에서 3진법 반도체 아주 쉽게 설명한거 본적 있는데 4진법은 어찌 되나 궁금하네요
쮸쀼쮸쀼 2019.09.29 18:15

어떻게 설명했는지 궁금하군요. 혹시 링크 있나요?
4진법이면 아무래도 2진법과 큰 문제없이 호환하기 쉬울 겁니다. 3진법도 포괄하게 되고요. 예를 들어서 -1, 0, 1로 이루어진 3진법에 아무것도 없다는 null의 개념을 추가하면 그게 4진법입니다. 물론 만들기 나름입니다만…
poin_:D збройовий завод 2019.09.29 18:23

아주 디씨 스럽게 설명한거라 큰 기대 안하시는게..
두백 2019.09.29 18:28

이진법이 '네'와 '아니오'로 대답하는 거라면 삼진법은 '네'와 '아니오' 거기에 '느X마'가 추가된것이라 설명했었습니다.
쮸쀼쮸쀼 2019.09.29 18:42

엌ㅋㅋ 디씨스럽군요!
Veritas ლ(╹◡╹ლ) 2019.09.29 22:35

디씨스러우면서도 심플하고 와닿네여
?
GTX야옹이 2019.09.30 00:06

그래도 이해하는데 저만한 방법이 없겠...
?
포인트 팡팡! 2019.09.30 00:06

GTX야옹이님 축하합니다.
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수정 삭제
?
GTX야옹이 2019.09.30 00:06

앗 포인트
기온 2019.09.29 19:01

3진법? 어림도없지
군필여고생쟝- 2019.09.29 20:24

0,1,x,z는 아니군요
쮸쀼쮸쀼 2019.09.29 21:02

[0, 1] 외의 2개 값을 어떻게 해석하느냐는 여러 가지가 있을 수 있지요. 위의 예제에서는 [-1, null]을 들었지만, [2, 3]이 될 수도 있습니다. [-1, 2]가 될 수도 있고요. 말 그대로 [x, y]입니다.
군필여고생쟝- 2019.09.29 21:04

마이나스는 생각도 못했네요
쮸쀼쮸쀼 2019.09.29 21:16

-1이 구현되면 몇 가지 장점이 있을 겁니다. 지금은 마이너스 숫자를 표현하기 위해 반드시 비트 여러 개를 묶고 비트 하나를 부호로 할당해야만 하거든요.
데레데레 공도리 2019.09.29 20:29

뭐단 그렇듯 대규모로. 신뢰성 있게 양산 가능하느냐가 중요한거라 말이죠. ㄱ
쮸쀼쮸쀼 2019.09.29 21:05

그렇죠. 이제 소자를 만들었을 뿐인데, 이를 집적회로로 만드는 것은 또 다른 문제니까요.
?
금산조 2019.09.29 21:32

이론상 2진법 소자의 2배속도까지 향상시킬 수 있는건가요? 1클럭에 1비트 처리하던거를 2비트씩 처리하게되니...
쮸쀼쮸쀼 2019.09.29 22:19

속도보다는 양이 2승씩 늘어나지 않을까 싶습니다. 예를 들어 2진수 32비트로 표현 가능한 정보의 양은 4진수 16비트만으로도 표현할 수 있지요.
?
MUSCLE 2019.09.29 22:19

그렇긴한데..향후에 저연구진들도 어짜피 삼성 에서 연구직하고있지않을까해요 ㅎㅎ 분명 국내에서 꿈을 펼치기

엔 삼성아니면 하닉밖에없겟고... 무엇보다 성대연구팀 이면 삼성에서 지원해주겟죠..
쮸쀼쮸쀼 2019.09.29 22:20

현 반도체의 한계를 넘으려고 삼성에서 기존 반도체의 개념을 뛰어넘는 차세대 반도체에 대해 이것저것 연구하고 있긴 있나 봐요.
?
포인트 팡팡! 2019.09.29 22:20

쮸쀼쮸쀼님 축하합니다.
팡팡!에 당첨되어 10포인트를 보너스로 받으셨습니다.

수정 삭제
?
MUSCLE 2019.09.29 22:29

아무래도 대기업이 하루이틀장사할껏도아니라서 분명 그들도 미래를준비하고있는거겟지 싶습니다..ㅎㅎ

충분히 가능한것같아요 ㅎㅎ
슈베아츠 사람말을 할수 있는 흑우가 있다? 뿌슝빠슝 2019.09.29 22:28

3진법이라고? 어림도 없지! 암! ARMMMMM
?
GTX야옹이 2019.09.30 00:09

지금 3진법 반도체는 MOSFET 기반하에서 구현한건데 n진법이면 어떻게 해결할지가 문제겠네요
?
yohohoho 2019.09.30 01:25

전에 3진법의경우는 현반도체에 누설전류를 가지고 3진법을 구현한거라 누설절류이용도하고 충분히 현재의반도체보단 나아보이긴하던데 4진법은 구현을 어떻게하는지 궁금하긴하네요.
이리온너라 고기와 기기를 좋아합니다. 아. 소니도 좋아해요. 2019.09.30 01:50

논문 보니까 대표적인 2차원 반도체인 WS2, WSe2, 그래핀을 접합해서 만들었네요.

원래는 전압을 증가시키면 그래핀의 포텐셜에너지가 점차 채워지면서 흐르는 전류의 양이 증가하기만 하는데, WS2-그래핀-WSe2 순서로 접합하면 WS2와 WSe2의 일함수 차이에 의해 전자와 양공이 흐르는 것을 막는 에너지 장벽의 크기를 조절할 수 있다고 설명합니다.

이로 인해서 음의 전압일 때는 전자가 잘 흐르지 못하고 양공에 의해서 전류가 흐르다가, 전압을 높여서 양의 전압 영역으로 넘어가면 일정 값 이상에서 전자에 의해 전류가 흐르는 부분이 증가하는 대신 양공에 의해서 전류가 흐르는 양이 크게 감소한다고 합니다. 이로 인해서 전압이 높아지면 처음에는 전류가 증가하다, 일정 전압이 넘어서면 이전과는 다르게 전류의 값이 감소한다고 합니다.

이런 동작이 가능한 소자를 NDT(Negative Differential Transconductance)라고 정의하고, 전류값이 최대가 되는 전압값이 다른 두 NDT 소자를 접합하여 전류 최고점이 2개인 소자를 제작하고, 다시 이 소자와 기존의 트랜지스터를 접합하여 총 4개의 전류 상태를 갖는 4진법 소자를 구현했다고 하네요.

실제로 4진법 소자를 구현한게 최초라서 좋은 저널에 실렸는데, 소개된 방식대로라면 집적화나 공정 관련하여 아직은 개선점이 있을 것으로 보입니다. 동작 전력 문제는 -0.4V에서 1.4V 범위 내에서 동작시키는 걸로 봐서 어느 정도 기존 수준과 비슷하게 유지하는것으로 보이구요.
쮸쀼쮸쀼 2019.09.30 02:41

좋은 보충 감사합니다. 슬슬 그래핀과 같은 2차원 소재를 반도체에 응용해보려는 모양이군요. 다만 아직 상용화는 역시 머나먼 듯…
?
레이지버드 i5-8400 / EVGA Z370 Classified K / G.Skill DDR4 3600MHz CL15 XMP 2019.09.30 12:17

제가 관련 분야 전공이 아니라 말하기 조심스럽습니다만, 스카치테이프를 이용하는 방법보다 더 좋은 품질의 그래핀을 대량생산하는 방법은 아직 없는 것으로 알고 있습니다.
쮸쀼쮸쀼 2019.09.30 12:22

이런 거 보면 스카치테이프가 참 신묘한 물건이란 말이죠. 그래핀 같은 2차원 물질도 만들 수 있고, (진공 한정이지만) 뗄 떼 엑스선이 나오기도 하고… (https://www.newscientist.com/article/dn15016-humble-sticky-tape-emits-powerful-x-rays/ 참고)
이리온너라 고기와 기기를 좋아합니다. 아. 소니도 좋아해요. 2019.09.30 17:15

레이지버드님이 말씀하신 것처럼 상용화가 되려면 집적화랑 양산이 중요한데, 일단 이 논문에서 나온 구조가 좀 복잡해서 집적화에 걸림돌이 있을 것 같습니다. 또 양산 방법도 아직은 갈길이 좀 먼게, 현재 2차원 반도체 시료 만들때 주로 사용하는게 용액에 띄워서 기판에 붙이는 방법이 있고, MBE 등의 증착 장비를 이용해서 기판위에 성장시키는 방법이 있습니다. 전자는 양산 생각하면 절대로 할 수 없는 방법이고, 후자는 대량 생산에 적합한 스퍼터나 ALD로는 아직까지 고품질의 2차원 반도체를 만드는게 어려운 걸로 알고 있어요. MBE는 그래도 고품질 박막을 만들 수는 있지만 원자 하나하나씩 기판에 붙이는 증착법이라 몇시간 만에 10나노 정도 두께로 밖에 만들수가 없는 단점이 있네요
슬렌네터 Human is just the biological boot loader for A.I. 2019.09.30 03:03

???: 어림없지 그럼 우린 5진법!
?
오곡미숫가루 2019.09.30 14:00

바이너리 to 쿼터너리 회로 하나 짜기도 힘들던데...

작성된지 4주일이 지난 글에는 새 코멘트를 달 수 없습니다.

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