인텔이 IEDM 2022에서 발표한 9개의 논문입니다. 2030년까지 1조 개가 넘는 트랜지스터가 탑재된 프로세서를 개발하기 위한 다양한 시도들을 설명하고 있습니다. 

 

현지 업계는 칩렛 설계로 넘어가고 있습니다. 칩렛에서 성능을 유지하려면 패키징과 인터커넥트가 중요한데요. 고성능 인터커넥트와 패키징은 가격이 비쌉니다. 인텔은 Quasi-Monolithic Chips(QMC) 3D 패키징으로 성능/전력/비용 문제를 해결하려 합니다. QMC는 3미크론 이하의 피치를 달성하는 하이브리드 본딩 기술로, 작년에 발표한 연구보다 전력 효율과 성능 빌도가 10배 증가했습니다. 또 여러 칩렛을 수직으로 적층할 수 있습니다. 

 

인텔의 제조 공정은 나노미터에서 옹스트롬 단위를 목표하고 있습니다. 현재 실리콘을 비롯한 칩 재료는 3차원 결정을 이루고 있어 크기를 줄이는데 한계가 있습니다. 그래서 하나의 평면에 원자를 결합하는 2D 재료에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 인텔은 게이트 어라운드로 채널을 둘러싸는 기술을 리본FET라 명명했고, 실온에서 작동하는 나노시트/나노리본을 GAA에 도입하려 합니다. 2D 채널 재료는 두께가 얇기에 전기적 연결을 만들기도 어려운데, 인텔은 이 부분도 연구하고 있습니다. 

 

메모리는 컴퓨팅의 필수 요소지만 많은 전력을 사용하며 성능을 제한하는 요소이기도 합니다. 인텔은 세계 최초로 3D 적층 강유전체 메모리의 기능을 시연했습니다. 강유전체 트렌치 캐패시터를 트랜지스터 위의 로직 다이에 수직으로 적층할 수 있습니다. 또 1개의 트렌치에 4비트를 저장할 수 있습니다. 그래서 메모리 밀도와 대역폭을 높이고 대기 시간을 줄여줍니다. 

 

전원이 꺼져도 데이터가 사라지지 않는 트랜지스터도 연구하고 있습니다. 낸드 플래시 메모리 같은 비휘발성 스토리지와 비슷하지만, 메모리가 아니라 로직 트랜지스터라는 게 특징입니다. 이 기술을 상온에서 실현하려면 3가지 장애물이 있는데 그 중 2가지를 넘어섰다고 합니다. 또 GaN On 실리콘 웨이퍼, 양자 정보를 저장하는 방법 등을 설명했습니다.