반도체 디바이스/회로 기술 관련 국제 학회인 VLSI 심포지엄이 2019년 6월 9일~14일에 열립니다. 반도체 소자 기술 관련 학회인 Symposium on VLSI Technology과 반도체 회로 학회인 Symposium on VLSI Circuits로 구성됩니다. 장소/날짜가 같아서 VLSI 심포지엄으로 묶어 부릅니다. 

 

 

메인 이벤트인 기술 컨퍼런스는 4개의 강연으로 구성됩니다.

 

도쿄대 교수의 Virtual Cyborg : Beyond Human Limits에서는 VR과 로봇 기술을 기반으로 신체의 확장과 정신의 변화에 대해,

 

미국 DARPA의 Managing Moore 's Inflection : DARPA 's Electronics Resurgence Initiative는 전자 기술의 앞으로 50년을 전망하는 연구 프로젝트 Electronics Resurgence Initiative (ERI)의 상황을 설명,

 

페이스북은 Computational and Technology Directions for Augmented Reality Systems로 데이터 전송의 소비 전력 최적화와 고효율 프로그래머블 가속/비휘발성 메모리 기술을,

 

도쿄대학/이화학 연구소는 Si Platform for Developing Spin-Based Quantum Computing라는 제목으로 실리콘 전자 스핀 양자 점을 이용한 아키텍처의 장점을 소개합니다.

 

 

다음은 CMOS 로직 디바이스 프로세스 기술 관련 강연입니다. 

 

삼성은 EUV 리소그래피와 7nm FinFET 기술로 256Mbit의 SRAM 매크로를 만든 결과를 발표합니다. 기존의 ArF 액침 노광과 멀티 패터닝을 조합한 리소그래피 기술에 비해 데이터 편차가 작아 신뢰도가 높고, 양산 수준까지 개발됐습니다. 

 

IBM과 삼성은 코발트 금속으로 얇은 게이트를 만들어 구리 금속 배선의 수명(일렉트로 마이그레이션과 TDDB 수명)을 코발트 금속 배선 수준으로 늘리는 기술을 공동 개발했습니다. 이렇게 개발한 배선의 저항은 코발트 배선의 절반.

 

퀄컴과 TSMC는 5G를 지원하는 스마트폰 모바일 SoC인 스냅드래곤 855의 7nm CMOS 플랫폼 기술을 발표합니다. 기존 모바일 SoC에 비해 CPU 성능이 30% 향상됩니다. 

 

 

메모리 기술 관련 강연입니다. 

 

Macronix International와 IBM의 공동 연구팀은 상변화 메모리(PCM)의 기억 소자와 오보닉 스위치(OTS)의 셀렉터를 조합한 초 대용량 3D 크로스 포인트 메모리의 연구를 발표합니다. 1Znm 세대 공정에 Tbit 급 실리콘 다이를 만드려면 6층 셀 어레이가 필요하다는 결론입니다.

 

도시바 메모리는 이온 저항 변화 메모리 셀의 크로스 포인트 구조 메모리 셀 어레이를 40nm 기술로 만들었습니다. 셀렉터가 필요 없는 3D 크로스 포인트 메모리를 만들 수 있습니다.

 

 

차세대 재료인 탄소 나노 튜브 CNT를 쓴 기술입니다.

 

메사추세츠 공과대학 MIT는 2가지 발표를 합니다. 우선 실리콘 포토 다이오드의 이미지 센서에 백 엔드 오브 라인 (BEOL) 프로세스로 탄소 나노 튜브 (CNT) FET의 CMOS 회로를 한 층에 적층한 칩입니다. CNT FET의 CMOS 회로로 촬영한 이미지 엣지를 실시간 감지합니다.

 

다른 강연은 탄소 나노 튜브 (CNT) FET의 CMOS 회로로 1Kbit의 SRAM을 만든 연구입니다. 1024개의 모든 메모리 셀이 정상 작동했습니다.

 

 

TSMC가 발표할 3D 패키징 기술도 있습니다. 프런트 엔드 오브 라인 (FEOL)의 프로세스에서 서로 다른 실리콘 다이를 3D 적층합니다. TSV와 마이크로 범프 등의 BEOL 패키징에 의해 실리콘 다이를 3D 적층하는 기술보다 연결 대역 밀도/전력 효율 향상 효과가 있습니다.  

 

 

다음은 회로 연구입니다. 

 

TSMC는 실리콘 인터포저를 사용해 실리콘 다이를 고밀도 실장하는 CoWoS 기술로 arm 코어 SoC 다이를 2개 탑재한 고성능 프로세서 모듈을 개발했습니다. 총 4개의 Cortex-A72 코어가 4GHz로 동작합니다. 

 

 

인텔은 비트코인 가상화폐 채굴 프로세서를 발표합니다. SHA256 해시 함수를 10M~756MHash/s로 실행합니다. 작동 전압은 230mV~900mV입니다. 14nm CMOS에서 제조, 실리콘 다이 면적은 0.15제곱mm입니다.

 

NVIDIA는 36개(6x6)의 칩을 메쉬 연결한 멀티 칩 모듈 구성 딥 러닝 가속장치를 개발했습니다. 용도에 따라 구성을 바꿀 수 있으며, 최고 성능은 127.8TOPS, ResNet-50 추론 속도는 1초당 2,615 이미지입니다. 

 

 

메모리 기술입니다. 자동차용 마이크로 컨트롤러에 내장되는 비휘발성 메모리 기술 발표가 있습니다.

 

르네사스는 28nm의 SG-MONOS 셀로 자동차용 마이크로 컨트롤러를 위한 임베디드 플래시 메모리 기술을 발표합니다. 저장 용량이 24MB인 매크로를 샘플 제작, 작동 클럭은 2400Mhz입니다. 

 

STMicroelectronics와 CEA-Leti는 공동으로 자동차용 마이크로 컨트롤러를 위한 임베디드 PCM(상변화 메모리) 기술을 개발했습니다. pn 접합 온도가 165도로 높지만 PCM이 작동합니다. 28nm의 FD SOI CMOS 기술로 저장 용량은 6MB인 매크로를 시험 제작했습니다.

 

 

무선 기술의 용도를 확장한 다양한 칩도 발표됐습니다.

 

아사히 전자는 자동차 레이더 용으로 송신 주파수 76GHz~81GHz, 위상 오차 0.6도인 멀티 채널 송신 IC를 개발했습니다. 위상 오차 검출/보상 회로가 내장됩니다.

 

인텔은 IEEE8 02.11ba 표준의 WuR(Wake-up Radio) 수신 회로와, 802.11a/b/g/n/ac 규격의 디지털 베이스 밴드를 통합한 SoC를 발표합니다.

 

Verily Life Sciences와 브로드컴은 사람이 먹을 수 있는 초소형 라디오 센서를 만들었습니다. 부피 1.53제곱mm로 작으며, 블루투스 로우 에너지 모듈입니다.