전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이

[김정호의 4차혁명 오딧세이] 50년 반도체 지배해온 '무어의 법칙', 이제 끝났다

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

'무어의 법칙'은 2차원 반도체에 적용되는 개념
4차 산업혁명 시대엔 3차원 반도체 연구 발전시켜야

50년 반도체 산업 진리로 군림 '무어의 법칙'

지난 50년 반도체 기술과 산업의 '혁신'을 대표적으로 보여 주는 것이 '무어의 법칙'이다. 인텔의 공동 설립자인 고든 무어가 1965년 주장한 것으로 반도체 집적회로(IC. Integrated Circuit)의 집적도가 24개월 마다 두 배씩 증가한다는 법칙이다.

무어의 법칙에 따라 단위 실리콘 웨이퍼 면적 당 집적할 수 있는 반도체의 개수가 증가한다. 그러면 반도체 집적회로의 가격이 하락해, 기업 이익이 증가하고, 결과적으로 반도체를 값싸게 보급해 오늘날과 같은 인터넷, 스마트폰 시대를 가능하게 했다. 결과적으로 무어의 법칙이 지금까지의 인터넷과 스마트폰으로 대표되는 3차 산업혁명을 가능하게 하는 원동력이 됐다.

무어의 법칙에 따라 이렇게 반도체 트랜지스터와 연결선의 폭이 줄어 들면 반도체의 장점도 많다. 일단 트랜지스터 게이트의 길이가 줄어들면 반도체의 신호 처리 속도가 빨라진다. 그 결과 당연히 컴퓨터와 메모리의 대응속도가 빨라진다. 인공지능(AI)과 빅데이터를 처리하기 위해선 이 스위칭 속도가 관건이다. 무어의 법칙에 따라 이러한 IC 의 데이터 처리 속도가 끊임없이 증가해 왔다. 또, 무어의 법칙에 따라 IC의 전력 소모도 줄어든다.

'무어의 법칙'의 개념을 보여주는 그래프. 출처: 구글 이미지.


'무어의 법칙'은 이제 끝났다

최근 삼성전자는 세계 최초로 10나노급 2세대 D램인 10나노급 8Gb(기가비트) DDR4(Double Data Rate 4)를 양산하기 시작했다고 발표했다. 이러한 무어의 법칙을 지속하기 위한 반도체 업계의 노력은 필사적이다. 하지만 필자는 기업들의 이러한 기술 혁신의 높이 평가하면서도 이제 발상의 전환이 필요하다고 본다.

일단 무어의 법칙이 지속되기 어려운 몇가지 근본적인 이유가 있다. 우선 나노미터 급의 길이가 되면 트랜지스터의 크기가 원자 10개 또는 수십 개의 크기가 된다. 수소 원자의 반경 크기에 가까워진다. 따라서 더 이상 전자 공학이 아니고 원자 공학이 된다. 두 번째 이유는 전류 누설 현상이 심각해진다. 특히 DRAM 에서는 전자를 캐패시터(Capacitor)에 가둬 두어야 하는데, 너무 작은 나노 구조이다 보니, 전자가 새어 나간다. 그래서 메모리가 데이터를 오랫동안 유지해 두기 어렵다.

그러니 데이터를 계속 유지하기 위해 단위 면적당 더 많은 전자를 가두려면 DRAM 구조가 점점 더 복잡해진다. 또는 데이터를 유지하기 위해 메모리 다시 쓰기를 반복해야 한다. 당연히 컴퓨터가 느려지고, 전력 소모가 많아진다.

이러한 전류 누설 현상은 반도체 동작 온도가 올라가면 더 심해진다. 그래서 데이터 센터의 냉각 기술이 중요해지고 있다. 아예 데이터 센터 전체를 영하 296도인 액체 질소에 넣자는 논의도 있다. 마지막으로 나노미터급 반도체 공장 건설 비용이 기하급수적으로 늘어난다. 나노미터 급 DRAM 공장 하나 짓는 데 10조원 이상 규모의 투자가 들어간다.

DRAM 의 내부 구조, 출처 : 테크닉인사이트닷컴.


3차원 반도체가 답이다

수년 전 필자는 미국 인텔의 세미나에 참석하기 위해 이 회사를 방문한 적이 있다. 무어를 잠시 만나기 위해 그의 사무 공간으로 갔지만, 아쉽게 하와이 휴가 중이라 만나지 못했다. 필자는 무어의 법칙은 이제 끝났다는 사실을 알려주고자 했다

수년전 미국 캘리포니아주 산타클라라에 있는 인텔 본사를 방문해 이 회사 공동 설립자인 고든 무어 사무 공간에 들렀다. 

지금까지의 반도체는 공정의 생산성을 높이기 위해 2차원 구조를 사용해 왔다. 그래서 실리콘 웨이퍼가 평평하고 둥글게 생겼다. 이게 바로 2차원 반도체이다. 필자는 바야흐로 4차 산업혁명 시대에는 3차 원 반도체 구조가 답이라고 주장한다.

앞으로 100년의 반도체 발전 방향이다. 삼성전자와 SK 하이닉스가 인텔을 진정으로 넘어서기 위해서는 새로운 패러다임의 개척이 필요하다. 그것이 빠른 추격자 (Fast Follower) 모델에서 창조적 선구자(Creative Leader) 로 성장하는 과정이다.

 

<김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수>

 

김정호 교수.

 

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
검찰 수사권, 72년만에 막 내려 [서울=뉴스핌] 박찬제 기자 = 정부가 4일 국무회의에서 검사의 보완수사권 폐지를 핵심으로 한 형사소송법 개정안을 심의·의결했다. 1954년 형사소송법 제정 이후 72년간 이어졌던 검사의 수사권은 완전히 사라지게 됐다. 이재명 대통령은 이날 청와대에서 34차 국무회의를 주재하며 이같은 내용을 담은 형소법 개정안을 원안대로 심의·의결했다. 이를 포함해 25건의 법률공포안이 국무회의를 통과했다. 형소법 개정안은 검사의 직접 수사와 보완수사권을 전면 금지하는 내용이 핵심이다. 검사는 사법경찰관에게 보완수사를 요구할 수 있는 권한만 갖는다.  이재명 대통령이 4일 청와대에서 34회 국무회의를 주재하며 발언하고 있다. 2026.08.04 [사진=KTV] ◆중대한 위법수사·소추재량권 현저 일탈 '공소기각'  보완수사를 요구 받은 경찰은 요구받은 날로부터 1개월 안에 보완수사를 마치고 그 결과를 검사에게 알려야 한다. 수사 기간은 필요에 따라 최대 1개월 연장할 수 있다. 수사 과정에서의 모든 자료는 형사사법정보시스템(KICS)에 기록해야 한다. 범죄 피해자 보호를 위한 장치도 추가했다. 경찰이 사건을 불송치할 경우 고소인이나 피해자, 고발인이 이의를 신청할 수 있도록 했다. 이에 필요한 사건 기록 열람·등사 권한도 부여했다. 개정 형사소송법에는 ▲중대한 위법수사에 기해 공소가 제기됐을 때 ▲소추재량권을 현저히 일탈해 공소가 제기됐을 때 법원의 공소기각 판결 사유로 추가했다. 이같은 내용의 개정 형소법은 중대범죄수사청(중수청)과 공소청이 출범하는 10월 2일에 맞춰 함께 시행된다. 이 대통령은 그간 검찰의 보완수사권은 범죄 피해자 보호를 위해 예외적으로 존치할 필요가 있다는 입장을 견지하며 충분한 숙의를 요청했었다. 하지만 보완수사권 폐지가 당·정·청 불화와 집권 여당인 더불어민주당 내 계파 갈등으로 번지자 논의를 당에 맡겼다.  이후 민주당이 당론으로 보완수사권 폐지를 의결하고 국회 본회의에서 처리함에 따라 이 대통령은 재의요구권(거부권) 행사 없이 개정 형소법을 원안 그대로 심의·의결했다. 이재명 대통령이 4일 청와대에서 34회 국무회의를 주재하며 발언하고 있다. 2026.08.04 [사진=KTV] ◆집권 여당 민주당 8·17 전당대회 진행 중 전격 처리  특히 민주당의 차기 지도부를 선출하는 8·17 전당대회가 진행되는 상황에서 민주당의 강경 지지층 사이에서 보완수사권 전면 폐지 목소리가 컸다.  이에 따라 친명(친이재명) 김민석 당대표 후보에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 관측 속에 이날 보완수사권 전면 폐지를 골자로 한 형소법 개정안이 국무회의를 통과했다.  이 대통령은 이날 법안 심의 전 모두발언에서 "이 법률안이 위헌과 집행 불능, 국익 위배, 행정부 고유권한 침해 등 국회의 입법권을 부정할 만큼 심각한 상황이라고 보기는 어렵다"며 "거부권(재의요구권) 행사라고 하는 게 의견이 다르다고 할 수 있는 것은 아니다"라고 명확히 선을 그었다.  이 대통령은 "삼권분립 원칙에 따라 상대의 권한 행사 자체가 삼권분립에 위배되거나 헌정 질서에 위반된다고 해야 상대의 권한과 권능을 부정할 수 있다는 게 헌법학회 의견"이라며 "지금 상태로는 입법권을 부정할 정도에 이른다고 보기 어렵다"고 거부권 행사 불가 이유를 설명했다.   이날 국무회의에선 9회 지방선거 투표용지 부족 사태와 관련해 국민참정권 침해 의혹 진상규명을 위한 특별검사 임명에 관한 법률안(선관위 특검법)도 의결했다. 지난 6·3 지방선거에서 발생한 투표용지 부족 사태를 비롯한 선거관리 부실 의혹 진상을 규명하기 위한 특검이다. 특별검사는 국민추천위원회를 통해 추천된다. 특검팀은 모두 165명 안팎 규모로 꾸려지며 준비 기간을 포함해 최장 170일간 활동할 수 있다. pcjay@newspim.com 2026-08-04 14:21
사진
서울 첫 폭염중대경보 [서울=뉴스핌] 유재선 기자 = 서울 전역에 사상 처음으로 폭염중대경보가 내려지는 등 극심한 폭염이 수도권과 전라권 곳곳으로 확산하고 있다. 기상청은 4일 오전 11시를 기해 서울 전역에 폭염중대경보를 발효했다. 서울에 폭염중대경보가 내려진 것은 이번이 처음이다. [서울=뉴스핌] 장동규 기자 = 서울 전역에 '폭염중대경보'가 내려진 4일 서울 여의도 버스환승센터 앞 도로에 아지랑이가 피어오르고 있다. 2026.08.04 jk31@newspim.com 경기(고양·안성·파주남부·용인동북부·용인서북부·여주동남부·여주서부·오산·하남), 전북 전주, 전남(장성·곡성북부·곡성남부·순천·보성·여수·광양), 광주(광주동부) 등 수도권과 전라권 곳곳에도 폭염중대경보가 발효된 상태다. 폭염중대경보는 올해 신설된 폭염특보의 최상위 단계다. 일 최고체감온도가 35도 이상인 날이 이틀 이상 관측된 지역에서 하루라도 최고체감온도 38도 이상 또는 최고기온 39도 이상이 예상될 때 발표된다. 이날 오후 1시 기준 폭염중대경보 발효지역 일최고기온은 ▲가남(여주) 37.9도 ▲기흥구갈(용인) 37.5도 ▲금천(서울) 37.3도 ▲서운(안성) 37.3도 ▲광명노온 37.1도 등이다. 전라권에서도 ▲완산(전주) 37.9도 ▲조선대 38.3 ▲광양읍 38.0 ▲황전(순천) 37.7 ▲석곡(곡성) 37.3 ▲여수공항 37.1 ▲광주 36.7도까지 기온이 치솟았다. 기상청은 폭염중대경보가 내려진 지역에서는 필수 업무 외 모든 야외활동 즉시 중단을 권고하고 있다. 또 무더위쉼터와 그늘 등 시원한 곳으로 즉시 이동하고 수분을 충분히 보충하라고 권하고 있다. jason14@newspim.com 2026-08-04 13:49
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동