세계 반도체 산업의 주축인 인텔의 공동 설립자 고든 무어는 반도체 집적회로의 성능이 약 2년마다 2배 증가하고 가격은 1/2로 떨어지리라고 전망했으며, 업계에서는 이를 '무어의 법칙'이라고 불러 왔다. 이후 50여년 동안 미세화가 추진되면서 반도체 회로 선폭은 1970년대 10µm(마이크로미터, 1000나노=10-6m)에서 3나노(nm, 10-9m)로 발전을 지속했다.
이런 기술 발전에 따라 소비자들은 낮은 가격에 고성능 반도체가 탑재된 IT기기 등을 구매하며 IT산업도 발전을 지속했다. 그런데 2020년 이후 초미세화가 물리적 한계에 근접하면서 무어의 법칙이 한계에 직면했다. 즉, 이제부터는 반도체가 미세화될 수록 공정의 복잡성 등으로 반도체 제조 비용이 상승하게 된 것이다.
단적인 예로 5나노 반도체 개발 비용은 5.4억 달러로 65나노 반도체 개발 비용 28백만 달러의 약
20배, 5나노 팹 건설비는 54억 달러로 65나노 팹 건설비 4억 달러의 13배에 달하게 됐다. 이는 반도체의 회로 선폭이 좁아지면 트랜지스터 간 간격이 좁아지면서 전류 누설 등 간섭에 의한 불량이 증가하며 1나노 이하는 원자 레벨로 기술·공정 난이도가 급증하기 때문이다.
이렇게 되면서 이제 무어의 법칙에 따른 소비자 혜택은 줄게 된 것이어서 이를 극복하기 위한 노력도 전 세계적으로 가속화하고 있다. 이런 한계 극복 노력은 'More Moore'와 'More Than Moore'라는 표현으로 정리될 수 있는데, 이들에 관한 최근 동향을 한국수출입은행 해외경제연구소가 소개하는 자료를 발간했다.
본 블로그에서는 이 보고서(『반도체 기술 패러다임 변화 및 시사점』)의 주요 내용을 요약 형태로 소개하고, 보고서 전체를 구할 수 있는 링크를 맨 아래 공유한다.