우리가 사용하는 핸드폰에 들어가는 나노기술은??

안녕하세요 여러분. 이제 3월이 되었는데 다들 즐거웠던 방학이 끝나고 학교에가서 열심히 수업을 듣고계신가요?? 

항상 대학교 개강을 하고 학기 초가 되면 이번해에는 열심히 해야지라는 매번 잘 안바뀌는(?) 다짐을 하는 것 같습니다.

저는 이번 주가 첫주여서 학교에서 수업을 듣고 있는데요. 첫주라서 대부분 오티를 하고 크게 수업을 나가지는 않더라구요.

어제 최명석 교수님이 진행하시는 나노과학을 처음 들었는데 교수님이 나노과학에 대해서 이야기하시면서 몇명학생들에게 완벽한 나노시스템은 무엇이라고 생각하는 지 물어보셨습니다. 제 앞에있는 친구는 정수기라 하였고 저한테 물어보셨을 때 앞에 핸드폰이 놓여있어서 핸드폰이라고 하였습니다. 교수님이 완벽한 나노시스템인 이유를 설명해보라고했는데 대략적으로 핸드폰에 반도체가 들어가고 반도체에 나노기술이 들어가는 것 정도만 알고있어서 제대로 대답을 하지 못하였습니다.

그래서 이번에는 우리가 사용하는 핸드폰에 어떠한 나노기술이 들어가고 그 기술은 어떻게 발전하고 있는지에 대해서 알아보도록하겠습니다.

반도체제품

여러분 핸드폰에 들어가는 나노기술은 무엇일까요??? 반도체인가여?? 그럼 반도체는 무엇일까요??

우리는 고등학교에서 반도체를 도체와 부도체 중간정도의 전기저항을 가지는 물질, 무언가를 도핑하면 전류가 통하는 물질이라고 배웁니다. 맞습니다. 반도체는 재료의 순도, 빛의 조사, 전자의주임등으로 저항이 변하게되는 물질을 말하며 현재 핸드폰의 직접회로(IC)에 반도체 소자가 사용되게 됩니다.  그러니까 반도체 자체가 나노기술이라는 것은 사실 맞는 말이 아닙니다.

초기의 IC칩에는 트랜지스터가 몇개 밖에 들어가지않았고 국내반도체기업은 1986년 1M DRAM, 1988년 4M DRAM, 1992년 64M DRAM을 개발하고 128M DRAM을 시판하면서 세계시장에서 상위를 차지하였었는데 1M DRAM의 경우 1㎛(㎛=10-6m)라는 것을 고려해보면 이때 까지는 나노기술이 들어가지 않았습니다. 

하지만 기술이 발전하면서 IC칩에는 수천 수억개의 트랜지스터가 들어가게 되었고 현재는 SOC(System-On-a-Chip)이라는 컴퓨터나 다른 시스템에 필요한 모든 소자들이 한개의 칩에 포함된 직접회로가 나올정도로 IC칩의 크기는 작아지고 마이크로프로세서나 SRAM, CMOS등으로 디지털 회로를 구성하고있습니다. 현재 인텔, IBM, NEC, AMD는 CPU칩에 32나노미터 이하의 제조공정을 하고있고 IBM, AMD는 45나노미터 공정에 액침노광을 사용하고 상호연결을 위해 알루미늄을 대체하는 구리배선을 이용하고있다. 이처럼 지금 전세계는 IC칩 미세화에 상당히 많은 연구개발을 하고있는 상태이고 앞으로도 계속해서 IC칩의 크기는 나노기술의 힘을 빌려 점점 작아지고 성능은 좋아지게 될것입니다.

마이크로프로세서다이의 상층배선 층

최명석 교수님이 물어보신 것처럼 현재 핸드폰의 IC(직접회로) 기술이 완벽한 나노시스템이라고 이야기하기전에 완벽한 나노시스템이 무엇인지에 대해 생각해볼필요가 있다. 나노기술은 나노단위의 물질을 이용한 기술이고 기술이라는 것은 계속 발전하기때문에 완벽하다는 것은 기술에서는 성립하지않을거 같고 완벽하다는 것이 상당히 주관적인 부분이기때문에 IC의 미세화가 완벽하다고 말할수는 없다. 하지만 현재 IC칩이 여러나노기술중에서 상당히 많은 연구가 이루어지고있고 빠르게 발전하고있기때문에 나는 우리의 삶을 변화시킬 그나노기술의 첨단이라고 생각한다. 교수님이 수업중에 "1nm짜리 연필을 만들수있냐" 에 대해 설명하면서 손(도구)으로 그것에 반 크기의 손(도구)를 만들고 또 만들어진 손(도구)으로 그것의 반 크기의 손(도구)를 만들면 결국에 나노크기의 손을 이용하여 1nm의 연필을 만들수있다고 이론적으로 말씀하신것처럼 나노기술이 가져올 우리삶의 변화가 상당히 기대된다.

참고로 최명석 교수님은 완벽한 나노시스템에 대해서 우리의 몸에서  일어나는 나노단위의 호르몬과 항체 등의 활동들이라고 말씀하셨다.