KAIST 윤준보 교수 팀 ' 20 nm 갭 기계식 나노 집 적 소자 ' 개발 CPU 의 누설 전류 를 원천 적 으로 차단 해 대기전력 1 W 이하 의 저 전력 PC 를 실현 할 수 있 는 신 개념 의 나노 집 적 소자 가 세계 최초 로 개발 됐 다 . KAIST 전기 및 전자 공학 과 윤준보 교수 팀 과 나노 종합 팹 센터 는 세계 에서 가장 작 은 이격 거리 를 갖 는 ` 20 nm 갭 기계식 나노 집 적 소자 ( 3 단자 나노 전자 기계 스위칭 소자 ) ' 를 개발 하 는 데 성공 했 다고 6 일 밝혔 다 . 이 소자 는 질화 티타늄 ( TiN ) 으로 만든 3 차원 나노 구조물 의 기계 적 인 움직임 을 통해 기계 적 인 이격 정도 의 차이 로 전기 신호 를 제어 하 게 된다 . 따라서 트랜지스터 와 동일 한 역할 을 하 면서 대 기 상태 에서 누설 전류 를 원천 적 으로 차단 할 수 있 어 , 이 를 CPU 에 적용 하 면 1 W 미만 의 대기전력 을 가지 는 CPU 를 개발 할 수 있 는 기술 적 기반 이 된다 . 통상 적 으로 반도체 로 만들 어 진 기존 의 CPU 는 반도체 특성 을 활용 해 전기 신호 의 차폐 를 제어 함 으로써 PC 내 에서 평균 3 . 2 W 의 대기전력 을 소모 하 고 있 다 . 이 소자 는 또한 저온 공정 이 가능 해 기존 반도체 회로 상부 에 3 차원 으로 적층 형 집적 을 할 수 있 으며 유리 기판 이나 휘어지 는 플라스틱 기판 에서 도 전자 스위치 소자 를 형성 할 수 있 어 초저 가 ㆍ초고성능ㆍ초저전력의 전자회로 를 만들 어 낼 수 있 다 . 특히 나노 종합 팹 센터 의 첨단 반도체 설비 와 공정 을 그대로 활용 해 초미세 나노 패턴 형성 과 희생 박막 형성 기술 을 실증 , 상용 화 가능 성 을 높 게 하 고 있 다 . 윤 교수 팀 은 이 소자 가 적용 된 CPU 가 상용 화 되 면 2010 년 1100 GWh ( 연간 1210 억 원 ) , 2020 년 6800 GWh ( 연간 7480 억 원 ) 의 에너지 절감 효과 를 거둘 것 으로 예상 되 며 이 는 각각 53 만 톤 , 329 만 톤 의 이산화 탄소 배출 량 억제 효과 를 가져올 것 이 라고 설명 했 다 . 윤준보 교수 는 " 나노 전자 기계 소자 를 이용한 집적회로 기술 은 지난해 세계 반도체 협회 ( ITRS ) 로드맵 에 등재 될 정도 로 차세대 기술 " 이 라며 " 이번 기술 개발 수준 은 미국 의 스탠포드 대 , UC 버클리 대의 연구 수준 을 뛰어넘 는 것 이 어서 향후 포스트 - 반도체 기술력 을 선점 하 는 중요 한 계기 가 될 것 " 이라고 말 했 다 . 한편 이 연구 결과 는 7 일 미국 볼티모어 에서 열리 는 ` 국제 전자 소자 회의 ' 에 발표 될 예정 이 며 미국 특허 등록 1 건 을 비롯 미국 , 중국 , 유럽 , 일본 등 에 4 건 의 후속 특허 출원 , 국내 8 건 의 관련 특허 등록 및 2 건 의 특허 를 출원 했 다 . 대전 = 이준기 기자 bongchu @◆ 사진 설명 : 기계식 나노 집 적 소자 를 활용 한 미래형 전자 기판 의 개념 도 . < Copyrights ⓒ 디지털 타임스 & dt . co . kr , 무단 전재 및 재 배포 금지 > 이준기 bongchu @