반도체의 집적도에 대한 '무어의 법칙'이란?

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반도체 집적도 발전에 대한

'무어(Moore)의 법칙'

 

 

​“반도체의 집적회로 성능은 가격 변동 없이 18개월마다 2배로 증가할 것이다.”

 

위에 말한 ‘무어의 법칙’은 현실로 진행되어 왔다. 반세기 전인 1965년 4월호 <전자잡지>(Electronic Magazine)에 처음 소개된 이 법칙의 주인공 고든 이얼 무어(Gordon Earle Moore 1927- )는 미국의 물리학자이자 화학자로서, 인텔사(Intel Co.)의 공동 설립자이다.

 

무어의 법칙은 컴퓨터의 성능이 얼마나 빨리 발전해왔는지를 말해준다. 예를 들어 1971년에 인텔사가 만든 손톱 크기의 집적회로(集積回路)에는 2,300개의 트랜지스터가 배선되어 있었고, 1982년에 나온 것은 120,000개, 1993년에는 3백10만개로 증가하여 펜티엄 컴퓨터에 사용하게 되었다. 다시 2000년에는 4천200만개로 증가하여 펜티엄-4 컴퓨터가 등장하게 되었다.

 

 

집적회로(集積回路)는 지극히 좁은 공간에 트랜지스터와 회로를 대규모로 배선한 것이다. 직접회로를 의미하는 영어 Integrated Circuit(IC)는 microchip, silicon chip, chip, microchip 등으로도 부르고 있다. 마이크로칩의 성능이 오르면 오를수록 컴퓨터의 작업속도가 빨라지고 기억 용량이 증가하며, 센서(sensor) 기능도 다양하게 갖게 된다. 또한 컴퓨터의 크기가 축소되고 전력 소비도 줄어든다.

 

2005년에는 칩에 실리는 트랜지스터 수가 10억 단위로 증가했고, 2007년 이후에는 100억 단위가 생산되었다. 이 법칙이 언제 멈추게 될 것인지에 대해, 무어는 2020년까지는 계속될 것이라고 예측했다. 신문방송에 자주 등장해온 ‘무어의 법칙‘은 무어 자신이 아니라 칼텍(Caltech)의 컴퓨터 과학자 카버 미드 앤드리스 미드(Carver Andress Mead 1934- )가 1970년대에 작명한 말이다.

 

이처럼 초고집적 회로를 만들 수 있게 된 것은, 지난 수년 사이에 나노기술(nano technology)이 빠르게 발달한 덕분이다. 1나노미터(nm)는 10억분의 1(10-9)m이며, 원자나 분자의 크기 단위로 쓰인다. 나노기술이란 분자 규모로 미세한 회로나 특수 물질을 생산하고 가공하는 첨단과학을 말한다. 21세기 와서는 나노의 100만분의 1 크기인 펨토 과학(femto science) 시대에 접어들었다. 원자의 크기 수준에서 연구하는 펨토과학의 발전은 무어의 법칙을 더 연장할 것으로 보인다. 

 

 

컴퓨터나 휴대 전화기에서 중심 역할을 하는 이 작은 CPU(central processing unit)에는 수백만 개의 반도체로 된 트랜지스터가 배열되어 있다. 이들을 단순히 마이크로프로세서, 마이크로칩, 칩 등으로 부른다.

 

 

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