AMD, 차세대 마이크로프로세서의 성능을 위한 연구 결과 발표
2003년 09월 10일
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AMD(NYSE: AMD) 연구진들은 일본 쿄토에서 열린 VLSI 심포지엄에서, 지금까지 발표된 그 어떤 트랜지스터 보다도 높은 성능을 제공하는 트랜지스터 개발과 관련된 상세한 정보를 발표했다. 초고속 트랜지스터는 고객 솔루션의 성능을 향상시킬 수 있는 핵심 기술로서, 미래의 마이크로프로세서 설계에 있어서 기반 기술(빌딩 블록)의 역할을 하게 된다. 오늘 발표된 트랜지스터 중 한 세트는 FDSOI(fully-depleted Silicon-on-Insulator) 기술을 사용하고 있으며, 이전에 발표된 트랜지스터 보다 최대 30% 향상된 업계 최고의 PMOS(P-channel metal-oxide semiconductor) 트랜지스터 속도를 제공한다. 또 다른 트랜지스터 세트는 SS(Strained-Silicon) 및 AMD 메탈 게이트(metal gate) 기술을 사용해 기존 SS 트랜지스터보다 20-25% 향상된 NMOS(N-channel metal-oxide semiconductor) 성능을 기록하고 있다 AMD의 공정 기술 개발 담당 부사장인 크레이그 샌더(Craig Sander)는 "메탈 게이트, FDSOI 및 SS 기술은 AMD가 수행해 온 주요 핵심 트랜지스터 연구 개발의 성과이다. 연구실 테스트에서 두 자리 수의 성능 향상이 실현됨으로써, AMD는 향후 65 나노미터(nm) 제조 및 그 이상으로 전환할 때 획기적인 성능을 달성하는데 적용할 수 있는 기술 선택의 폭을 한층 확대시키게 되었다”고 밝혔다. 상세 기술 정보 AMD의 최신 트랜지스터는 AMD가 개발을 선도해온 새로운 형태의 트랜지스터 게이트 기술을 활용하고 있다. AMD 연구진은 오늘날 대부분의 트랜지스터에서 사용되고 있는 게이트 재료인 폴리실리콘(Polysilicon)을 사용하지 않고, 니켈 실리사이드(Nickel Silicide)라는 재료를 사용해 트랜지스터 내에 “메탈 게이트”를 집적시켰다. 트랜지스터 게이트는 트랜지스터를 통해 전류 흐름을 조절(유입 및 차단)하는 역할을 하는 트랜지스터 구조의 핵심 요소다. AMD는 자체 개발한 메탈 게이트와 FDSOI를 결합함으로써 대폭 향상된 게이트 전기 전도도(conductance), 최적화된 작업함수(workfunction) 및 개선된 캐리어 이동성(carrier mobility)을 갖춘 PMOS 트랜지스터를 개발했다. 이와 같은 포괄적인 개선 이후 실시한 테스트 결과, 이전에 발표된 PMOS 데이터보다 최고 30 % 더 빠른 트랜지스터 속도를 달성했다. 성능 평가는 트랜지스터 스위칭 속도 계산을 위해 사용되는 업계 표준 벤치마크를 기준으로 했다. 이 연구에 대한 상세한 기술 정보는 www.amd.com/vlsi03_fdsoi에서 제공된다. AMD는 이번 연구를 통해, NMOS 트랜지스터 내에 자체 메탈 게이트와 SS(Strained-Silicon)을 함께 집적 시킴으로써, SS 레이어로 인한 이동성 향상을 실현할 수 있을 뿐만 아니라 게이트 전도도, 작업함수 및 캐리어 이동성에도 그와 같은 긍정적인 효과를 달성할 수 있다는 사실을 입증했다. 연구실 테스트에서, 기존 SS 디바이스 대비 20-25%의 트랜지스터 성능 향상이 달성됐다. 이 연구에 대한 상세한 기술 정보는 www.amd.com/vlsi03strained_silicon 에서 제공되고 있다. 샌더는 “AMD의 이번 연구는 또한 니켈 실리사이드 또는 다른 메탈 게이트 기술이 결국 65nm 생산 노드 이상으로 트랜지스터를 더욱 축소시켜야 하는 핵심 과제를 해결하기 위한 열쇠가 될 수 있음을 시사하고 있다. 메탈 게이트 기술은 옥시드 두께(oxide thickness)를 효과적으로 줄이고 고성능 트랜지스터를 구현하기위한 방법을 제시하고 있다”고 설명했다. FDSOI 및 SS(Strained-Silicon)에 대한 상세 정보 현재, SOI 트랜지스터는 절연 옥시드 레이어 위의 최상단 실리콘 박막상에서 형성된다이 절연 레이어는 전류가 오직 최상단 실리콘 박막을 통해서만 흐르도록 하고 웨이퍼(wafer) 벌크를 형성하는 재료로 유입되지 않도록 보장하는 역할을 담당하게 된다. 최상단 실리콘 박막은 트랜지스터 성능을 향상시키는데 기여하는데, 그 이유 중 하나는 트랜지스터 작동 효율성을 저해할 수 있는 여러 전기적 특성을 최소화하기 때문이다. 오늘날의 SOI 기술 보다 개선된 FD(fully depleted) SOI는 더욱 얇아진 실리콘 레이어로 더욱 뛰어난 성능을 제공할 수 있다는 강점을 가지고 있다. SS(Stained-Silicon) 트랜지스터는 실리콘 소자를 “인장”함으로써 성능 잠재력을 향상시켜 캐리어 이동성을 개선시킴으로써, 궁극적으로 전류 흐름을 향상시키게 된다. 현재 새로운 연구를 통해 SOI 및 SS를 동일한 패브리케이션 공정(fabrication process)에 통합시킴으로써 추가적인 성능 개선을 실현할 수 있다는 것이 입증되고 있다. AMD에 대해 1969년 설립되어 미국 캘리포니아 서니베일에 본사를 둔 AMD (NYSE: AMD)는 개인용 및 네트웍 컴퓨터와 통신 시장을 위한 집적 회로를 공급하고 있으며, 미국, 유럽, 일본 및 아시아에 생산 시설을 두고 있다. S&P 500대 기업에 속한 AMD는 마이크로프로세서, 플래시 메모리 디바이스 및 통신ㆍ네트워킹 애플리케이션을 위한 집적회로 제품을 생산하고 있다. 이번 발표에 대한 자세한 정보는 AMD 가상 프레스룸 http://www.amd.com/news/virtualpress/index.html 에서 제공되고 있으며 관련 보도자료는 www.amd.com/news/news.html에서 제공되고 있다.
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