서브 1nm (0.7nm) 공정 기술을 공개한 IBM

(출처 : IBM)

IBM이 세계 최초의 sub-1nm 공정인 0.7nm (7 angstrom, 7Å) 노드를 공개했습니다. 물론 이는 과거처럼 게이트 길이(물리적 치수)를 정확히 나타내는 숫자가 아니라, 제조 공정 세대와 밀도를 상징하는 마케팅/산업 명칭입니다.

실제로는 회로 어디에도 0.7nm인 부분이 없기 때문에 잘못된 명칭이고 이에 대한 지적도 끊이지 않고 있는데, 일론 머스크도 원자 수로 최소 피처 크기를 명명해야 한다고 지적했습니다. 이는 일견 타당한 주장이지만, 크기로 노드 명을 정하는 관행 때문에 이를 쉽게 바꿀 것 같지는 않아 보입니다.

아무튼 0.7nm와는 거리가 멀긴 해도 IBM의 0.7nm 기술 자체는 놀라운 성과입니다. 가잘 중요한 혁신은 나노스택 (Nanostack) 아키텍처 입니다. 이는 IBM이 개발한 새로운 3D 트랜지스터 구조로 기존 나노시트 (nanosheet) GAA(Gate-All-Around) 기술을 한 단계 더 발전시켜 트랜지스터를 수직으로 쌓으면서(stacking) 서로 어긋나게 (stagger) 배치한 것입니다.

하나의 기본 트랜지스터 단위가 3개의 나노시트를 쌓은 것인데, 각 나노시트의 두께는 약 5nm로 실리콘 원자 15줄 정도에 불과합니다. IBM에 따르면 트랜지스터 밀도는 손톱 크기칩에 거의 1,000억 개 수준으로 IBM의 2021년 2nm 공정 대비 거의 2배입니다. 또 2nm 대비 최대 50% 더 높은 성능 또는 70% 더 높은 에너지 효율을 달성했다고 합니다.

다만 현재는 실험적 검증 완료 (functional CMOS inverter 등) 단계로 상용 생산까지 최소 5년 정도 소요될 것으로 보입니다. 새로운 공정 노드로 전환하는 데는 적합한 재료를 찾는 것부터 새로운 리소그래피 장비를 설계하고 조립 라인에서 사용 가능한 칩을 충분히 생산하는 것까지 많은 노력이 필요합니다.

참고로 IBM 자체는 과거 글로벌 파운드리에 반도체 생산 시설을 매각한 후 현재는 직접 반도체를 제조하지 않고 있지만, 관련 특허를 통해 수익을 얻고 있습니다. 컴퓨터 산업에서 IBM의 역할은 독보적이며 가장 많은 관련 특허를 보유하고 있는데, 여전히 반도체 연구에 많은 투자를 하고 있습니다.

아무튼 이미 실리콘 원자 15개 면 더 이상 물리적으로 줄이기 힘든 수준에 근접한 셈인데, 앞으로 얼마나 더 크기를 줄일 수 있을지 궁금해지는 소식이기도 합니다.

참고

https://newsroom.ibm.com/2026-06-25-ibm-debuts-worlds-first-sub-1-nanometer-chip-technology

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