WEBVTT

00:00:01.246 --> 00:00:04.830
한때는 컴퓨터가 방 크기만 했습니다.

00:00:04.854 --> 00:00:06.446
지금은 주머니에 들어가죠.

00:00:06.470 --> 00:00:07.641
손목 위에도 있고요.

00:00:07.665 --> 00:00:10.984
심지어 몸 안에 이식되기도 합니다.

00:00:11.008 --> 00:00:12.289
정말 대단하죠?

00:00:12.809 --> 00:00:17.146
이런한 일들이 가능했던 건 
트랜지스터가 소형화된 덕분입니다.

00:00:17.170 --> 00:00:19.662
전자 회로에서 스위치 같은 
역할을 하는 것으로서

00:00:19.686 --> 00:00:21.462
컴퓨터의 핵심이라고 할 수 있죠.

00:00:22.051 --> 00:00:25.223
그 과정에는 수십 년에 걸친 개발과

00:00:25.247 --> 00:00:28.045
과학 기술 분야의 획기적 발전이 있었고

00:00:28.069 --> 00:00:30.741
수십억 불(수조 원)의 개발비가 
투입되었습니다.

00:00:31.352 --> 00:00:34.100
그 결과로 엄청난 양의 
컴퓨터 작업을 할 수 있게 되었고

00:00:34.124 --> 00:00:35.929
기억 용량도 크게 늘었으며

00:00:35.953 --> 00:00:40.895
오늘날 우리가 누리고 있는 
디지털 혁명을 불러왔습니다.

NOTE Paragraph

00:00:41.665 --> 00:00:44.433
하지만 나쁜 소식이 있어요.

00:00:44.457 --> 00:00:47.589
이제 디지털 시대도 
한계에 다다랐습니다.

00:00:47.613 --> 00:00:51.963
트랜지스터 소형화의 발전 속도가 
느려지고 있기 때문이죠.

00:00:52.471 --> 00:00:55.345
이와 동시에, 다른 한편에서는

00:00:55.369 --> 00:00:57.281
소프트웨어 분야의 기술 혁신이

00:00:57.281 --> 00:01:03.151
인공지능과 빅테이터에 힘입어 
급속도로 이루어지고 있습니다.

00:01:03.175 --> 00:01:08.215
전자기기들이 점차 안면인식과 
증강현실 기능을 갖게 되고

00:01:08.239 --> 00:01:12.464
심지어 무인자동차가 
위험하고 복잡한 도로를 달립니다.

00:01:12.959 --> 00:01:14.166
정말 놀랍죠.

00:01:14.618 --> 00:01:19.285
하지만 이러한 소프트웨어의 
기술 수요를 잘 따라가지 못하면

00:01:19.309 --> 00:01:23.096
기술 발전의 어느 시점에 이르러서는

00:01:23.120 --> 00:01:27.174
소프트웨어로 할 수 있는 일에
한계에 부딪힐 것입니다.

00:01:27.174 --> 00:01:28.625
하드웨어 때문에요.

NOTE Paragraph

00:01:29.075 --> 00:01:33.583
구형 스마트폰이나 태블릿을 쓰며
당황했던 경험이 있으실 겁니다.

00:01:33.607 --> 00:01:36.771
서서히 느려지다가 
결국 멈춰버리고 하죠.

00:01:36.795 --> 00:01:40.770
업데이트와 새로운 기능이 
게속 더해지면 그렇게 됩니다.

00:01:40.794 --> 00:01:44.177
얼마 전에 샀으니 
문제없이 작동한다고 하더라도

00:01:44.201 --> 00:01:48.711
소프트웨어 개발자의 왕성환 식욕이 
하드웨어 성능을 다 잡아먹을 겁니다.

00:01:48.735 --> 00:01:50.041
시간이 갈수록 말이죠.

00:01:51.883 --> 00:01:55.495
반도체 업계는 이러한 상황을 
이미 잘 알고 있습니다.

00:01:55.519 --> 00:01:59.403
그래서 여러 창의적 해법을 찾고 있죠.

00:01:59.427 --> 00:02:03.738
트랜지스터를 뛰어 넘는
양자 컴퓨터를 연구하거나

00:02:03.762 --> 00:02:07.974
심지어 트랜지스터 구조를 
아예 바꾸는 연구를 하고 있습니다.

00:02:07.998 --> 00:02:09.601
예를 들어 신경망처럼 바꾸어

00:02:09.625 --> 00:02:12.638
더욱 강력하고 효율적인 
회로망을 만들려고 하죠.


00:02:13.270 --> 00:02:16.609
그런데 이런 접근 방식에는
꽤 많은 시간이 필요합니다.

00:02:16.633 --> 00:02:21.260
문제를 해결할 더 즉각적인 
해법을 원하고 있는데도 말이죠.

NOTE Paragraph

00:02:22.899 --> 00:02:27.681
트랜지스터의 소형화 속도가 
느려지고 있는 이유는

00:02:27.705 --> 00:02:32.391
그 생산 과정이 갈수록 
복잡해지고 있기 때문입니다.

00:02:33.142 --> 00:02:36.392
트랜지스터는 처음에는 
크고 거대한 장비였지만

00:02:36.416 --> 00:02:42.445
순수 결정질 실리콘 웨이퍼를 이용한
집적회로가 발명되면서 바뀌었죠.

00:02:42.946 --> 00:02:45.725
그 후 50년 동안 발전이 거듭되어

00:02:45.749 --> 00:02:51.652
현재의 트랜지스터 크기는
10 나노미터까지 줄었습니다.

00:02:52.361 --> 00:02:54.798
10억 개 이상의 트랜지스터를

00:02:54.822 --> 00:02:57.785
가로세로 1mm의 실리콘에 
넣을 수 있는 크기입니다.

00:02:58.273 --> 00:03:00.295
그 크기를 가늠하자면

00:03:00.319 --> 00:03:04.145
인간의 머리카락 지름은 
100 마이크로미터입니다.

00:03:04.169 --> 00:03:08.338
눈으로 볼 수 없는 적혈구는
지름이 8 마이크로미터이고

00:03:08.338 --> 00:03:11.735
하나의 머리카락에 
12개의 적혈구를 둘 수 있죠.

00:03:12.467 --> 00:03:15.567
이에 비해 트랜지스터는 훨씬 작아서

00:03:15.591 --> 00:03:19.439
1 마이크로미터의 길이도
훨씬 잘게 나눠야 하죠.

00:03:19.463 --> 00:03:25.019
260개 이상의 트랜지스터를
적혈구 지름에 나열할 수 있습니다.

00:03:25.035 --> 00:03:29.499
3,000개 이상의 트랜지스터가
머리카락 지름에 해당되죠.

00:03:29.523 --> 00:03:33.847
정말 놀랍게도 그 나노 기술이
지금 여러분 주머니 속에 있습니다.

00:03:35.204 --> 00:03:41.212
컴퓨터 칩에 더 작은 트랜지스터를 
더 많이 넣을 수 있다는 이점 외에도

00:03:41.984 --> 00:03:45.476
트랜지스터가 작아질수록 
스위치 기능도 더 빨라집니다.

00:03:46.166 --> 00:03:50.567
또한 트랜지스터가 작아질수록 
더욱 효율적인 스위치가 되죠.

NOTE Paragraph

00:03:50.591 --> 00:03:52.312
이 두 가지를 조합하면

00:03:52.312 --> 00:03:54.021
더 적은 비용으로

00:03:54.021 --> 00:03:57.391
더 우수한 성능과 효율성을 가진 
전자제품을 만들 수 있습니다.

00:03:57.415 --> 00:03:59.478
우리가 현재 이용하는 제품들이 그렇죠.

NOTE Paragraph

00:04:02.415 --> 00:04:05.179
이런 집적회로를 만들려면

00:04:05.203 --> 00:04:10.801
순수 결정질 실리콘 웨이퍼 위에 
트랜지스터를 겹겹이 쌓아야 합니다.

00:04:11.332 --> 00:04:13.560
정말 단순하게 설명해 드리면

00:04:13.584 --> 00:04:16.579
각각의 작은 회로 도면을

00:04:16.579 --> 00:04:20.221
실리콘 웨이퍼의 표면에 투영시켜 비추면

00:04:20.245 --> 00:04:23.924
감광물질에 의해 그것이 기록됩니다.

00:04:23.948 --> 00:04:26.887
그 감광물질을 따라 홈을 내면

00:04:26.911 --> 00:04:29.932
그 아래 층에 회로 패턴이 
남게 되는 것이죠.

00:04:30.612 --> 00:04:34.696
이런 공정은 과거 수년에 걸쳐 
엄청나게 발전해왔습니다.

00:04:34.720 --> 00:04:37.493
그 결과로 전자제품들이 
현재의 성능을 갖게 되었죠.

NOTE Paragraph

00:04:38.279 --> 00:04:41.721
하지만 트랜지스터의 크기가 
점점 작아지면서

00:04:41.745 --> 00:04:46.762
이런 제조기술에 있어서
물리적 한계가 오고 있습니다.

00:04:48.515 --> 00:04:53.940
최근에는 그 패턴 기록 장비가 
너무나 복잡해져서

00:04:53.971 --> 00:04:58.701
한 대당 1억불(약1100억 원) 이상의 
비용이 든다고 합니다.

00:04:58.725 --> 00:05:03.012
반도체 공장에는 이런 장비가
수십 대씩 필요하죠.

00:05:03.036 --> 00:05:04.939
그러면 다들 이런 의문을 갖습니다.

00:05:04.939 --> 00:05:07.462
"이런 방식을 계속 유지할 수 있을까?"

00:05:08.441 --> 00:05:12.205
저희는 이런 반도체 제작 공정을 
바꿀 수 있다고 생각합니다.

00:05:12.206 --> 00:05:13.992
지금까지와 전혀 다르고

00:05:13.997 --> 00:05:16.168
비용이 훨씬 적게 드는 
방법으로 말이죠.

00:05:16.966 --> 00:05:20.939
분자공학과 자연모방 기술을 이용해서

00:05:20.963 --> 00:05:24.576
트랜지스터를 나노 단위의 
크기까지 줄일 수 있습니다.

NOTE Paragraph

00:05:25.267 --> 00:05:27.292
기존 제조 방식에서는

00:05:27.292 --> 00:05:32.076
각각의 작은 회로도를 실리콘 위에
투영해야 한다고 말씀드렸는데요.

00:05:32.818 --> 00:05:35.562
그 집적회로의 구조를 살펴보면

00:05:35.586 --> 00:05:37.560
트랜지스터의 배열은

00:05:37.584 --> 00:05:41.213
똑같은 모양 수백만 개가 
반복되는 형태입니다.

00:05:41.237 --> 00:05:43.845
매우 주기적인 구조 형태죠.

00:05:44.331 --> 00:05:47.399
그래서 우리는 그 주기성을 이용해서

00:05:47.423 --> 00:05:50.120
새로운 제조기술을 만들고자 했습니다.

00:05:50.144 --> 00:05:53.579
자기조립화 물질을 이용해서

00:05:53.603 --> 00:05:56.580
주기성을 갖는 구조가
자연적으로 형성되면

00:05:56.604 --> 00:05:58.987
트랜지스터로 쓰고자 했죠.

00:06:00.052 --> 00:06:02.194
우리는 그런 물질을 활용해서

00:06:02.218 --> 00:06:05.655
정밀한 패턴을 만들 수 있습니다.

00:06:05.679 --> 00:06:10.538
패턴 투영기술이 가진 한계를 
뛰어 넘을 수 있죠.

00:06:11.909 --> 00:06:15.808
자기조립화는 자연계의 
여러 곳에서 발견할 수 있습니다.

00:06:15.832 --> 00:06:19.242
세포 지질막이나 
세포 구조에서도 볼 수 있죠.

00:06:19.266 --> 00:06:22.321
우리는 이것이 확실한 
해결책이라고 생각했습니다.

00:06:22.345 --> 00:06:25.906
자연계에서 유용하다면 
우리에게도 분명 유용할 테니까요.

00:06:26.549 --> 00:06:31.349
그래서 우리는 이 자연발생적인 
강력한 자기조립 특성을 이용해서

00:06:31.373 --> 00:06:35.338
반도체 제조 기술에 접목하기로 했습니다.

NOTE Paragraph

00:06:36.929 --> 00:06:39.544
자기조립 물질 중의 
하나를 소개해드리죠.

00:06:40.388 --> 00:06:42.635
'블록 혼성 중합체'라는 것인데요.

00:06:42.659 --> 00:06:47.442
길이 수십 나노미터의 두 종류의 
중합체가 사슬처럼 연결된 것입니다.

00:06:47.466 --> 00:06:51.037
이 중합체 사슬들은 서로 싫어해서 
서로를 밀어냅니다.

00:06:51.049 --> 00:06:54.946
물과 기름처럼, 또는 
저희 집 사춘기 아들, 딸 형제처럼요.

NOTE Paragraph

00:06:54.970 --> 00:06:56.327
(웃음)

NOTE Paragraph

00:06:56.351 --> 00:06:59.125
하지만 우리는 이 물질을 
억지로 결합시켜

00:06:59.149 --> 00:07:04.034
서로 밀어내려는 성질을 
사전에 억제시켰습니다.

00:07:04.716 --> 00:07:08.001
하나의 덩어리 안에는 
이 물질 수십억 개가 있어서

00:07:08.025 --> 00:07:11.326
비슷한 요소끼리는 붙으려고 하고

00:07:11.350 --> 00:07:15.379
그와 동시에, 반대 요소끼리는 
서로 떨어지려고 합니다.

00:07:15.379 --> 00:07:19.116
억제력과 긴장력이 미리
시스템에 가해진 상태입니다.

00:07:19.140 --> 00:07:23.449
그래서 이것이 꿈틀대고 움직이며
형상을 만들어가는 것이죠.

00:07:24.209 --> 00:07:28.257
그렇게 자연적으로 스스로 조립되며
나노 크기의 형상을 이룹니다.

00:07:28.281 --> 00:07:32.008
규칙적이고, 주기성을 띄며
길이도 길게 할 수 있죠.

00:07:32.032 --> 00:07:35.890
트랜지스터 배열에 필요한
바로 그대로입니다.

NOTE Paragraph

00:07:37.347 --> 00:07:39.878
이제 우리는 분자공학을 이용하여

00:07:39.902 --> 00:07:42.966
여러 형태와 크기를 갖는 
중합체를 설계했습니다.

00:07:42.990 --> 00:07:45.053
물론 주기특성도 달리했죠.

00:07:45.077 --> 00:07:47.808
예를 들어, 대칭 분자 구조로 하면

00:07:47.832 --> 00:07:50.907
두 종류의 중합체 사슬은 
비슷한 길이를 갖습니다.

00:07:50.931 --> 00:07:53.602
자연적으로 형성된 자기조립 구조는

00:07:53.626 --> 00:07:56.555
길이가 길고, 구불구불한 
선의 형태입니다.

00:07:56.579 --> 00:07:58.389
마치 지문과 비슷하죠.

00:07:58.951 --> 00:08:01.273
그 지문 사이의 간격은

00:08:01.297 --> 00:08:03.307
즉, 중합체 간의 간격은

00:08:03.331 --> 00:08:07.242
중합체 사슬의 길이에 따라 다릅니다.

00:08:07.266 --> 00:08:10.560
시스템 안에 미리 가해진 
억제력 수준도 영향을 미치죠.

NOTE Paragraph

00:08:11.320 --> 00:08:13.878
더 정교한 구조를 만들기 위해서는

00:08:15.487 --> 00:08:17.926
비대칭적 분자 구조로 하면 가능합니다.

00:08:18.839 --> 00:08:22.924
한쪽 중합체 사슬이 
다른 쪽보다 훨씬 짧은 형태인데요.

00:08:23.749 --> 00:08:26.459
이 경우에 형성되는 자기조립 구조는

00:08:26.483 --> 00:08:30.283
짧은 사슬들이 중앙에서 
단단한 구형을 이루고 


00:08:30.307 --> 00:08:34.148
반대쪽 중합체 사슬들이 
그 바깥을 길게 감싸며

00:08:34.172 --> 00:08:36.220
자연적인 원통 모양을 만듭니다.

00:08:37.089 --> 00:08:39.164
그 원통의 크기와

00:08:39.188 --> 00:08:42.603
원통 사이의 간격, 즉 배열 주기는

00:08:42.627 --> 00:08:48.971
중합체 사슬의 길이와 
사전 억제력에 따라 다릅니다.

NOTE Paragraph

00:08:49.896 --> 00:08:53.774
다시 설명드리면, 분자공학을 이용해서

00:08:53.798 --> 00:08:56.623
자기조립 나노 구조에 적용하면

00:08:56.647 --> 00:09:01.557
설계된 크기와 주기성을 갖는
선이나 원통 모양을 만들 수 있습니다.

00:09:02.369 --> 00:09:05.666
여기에 화학, 즉 화학공학을 활용하여

00:09:05.690 --> 00:09:10.479
우리가 원하는 나노 크기의 
트랜지스터를 생산할 수 있죠.

NOTE Paragraph

00:09:13.611 --> 00:09:17.660
하지만 자기조립 구조를 만드는 기술은

00:09:17.684 --> 00:09:20.121
이제 겨우 절반만 성공한 상태입니다.

00:09:20.145 --> 00:09:22.954
왜냐하면, 이 구조를 배치하는 
기술이 필요하기 때문입니다.

00:09:22.978 --> 00:09:26.528
집적회로의 트랜지스터 
위치에 있도록 말이죠.

00:09:27.246 --> 00:09:29.984
하지만 이건 비교적 쉬운 작업입니다.

00:09:30.008 --> 00:09:36.709
넓은 가이드 구조를 만들어서
자기조립 구조가 자리잡도록 하면

00:09:36.709 --> 00:09:38.930
일부가 그 자리에 먼저 고정되고

00:09:38.954 --> 00:09:43.191
나머지 자기조립 구조가 
나란히 놓이도록 하는 겁니다.

00:09:43.199 --> 00:09:45.599
가이드 구조를 따라 정렬되는 거죠.

00:09:46.510 --> 00:09:51.149
예를 들어, 40 나노미터 간격의 
정밀한 선을 만들고자 할 때

00:09:51.173 --> 00:09:55.311
기존의 패턴 투영기술로는 
만들기가 매우 어렵습니다.

00:09:56.274 --> 00:10:01.059
우리는 120 나노미터의 가이드 구조를

00:10:01.083 --> 00:10:03.587
일반적인 투영기술로 먼저 만들어 두고

00:10:03.611 --> 00:10:10.202
그 사이에 세 개의 자기조립 구조를
40 나노미터 간격으로 배열합니다.

00:10:10.226 --> 00:10:14.995
그렇게 이 재료로 가장 어려운 
정밀 패턴 작업을 할 수 있습니다.

NOTE Paragraph

00:10:15.790 --> 00:10:19.697
저희는 이 전체 공정을 
"유도 자기조립"이라고 부릅니다.

00:10:21.586 --> 00:10:24.340
유도 자기조립에 있어서 핵심과제는

00:10:24.364 --> 00:10:28.840
전체 시스템이 거의 완벽하게 
배열되어야 한다는 것입니다.

00:10:28.864 --> 00:10:34.145
구조에 아주 작은 결함만 있어도
트랜지스터 기능을 잃기 때문이죠.

00:10:34.169 --> 00:10:37.138
집적회로에는 수십억 개의 
트랜지스터가 필요하기 때문에

00:10:37.162 --> 00:10:40.390
거의 분자 수준으로 
완벽한 시스템이 요구됩니다.

00:10:40.977 --> 00:10:44.192
저희는 아주 특별한 방법으로
이 문제를 해결하고 있습니다.

00:10:44.197 --> 00:10:47.189
화학적 세척 과정을 통해서

00:10:47.213 --> 00:10:51.159
반도체 공장에서 이들 물질을 
조심스럽게 처리함으로써

NOTE Paragraph

00:10:51.159 --> 00:10:55.730
아주 미세한 나노 수준의 
결함 조차 제거하는 것이죠.

NOTE Paragraph

00:10:57.311 --> 00:11:02.501
이러한 유도 자기조립 기술은 
파급력이 큰 신기술이지만

00:11:02.525 --> 00:11:05.094
아직까지는 개발 단계에 있습니다.

00:11:05.680 --> 00:11:11.265
하지만 반도체 업계에 적용할 수 
있을 거라고 확신하고 있습니다.

00:11:11.276 --> 00:11:16.283
향후 몇 년 안에 제조공정의 
혁신을 가져올 것입니다.

00:11:17.014 --> 00:11:20.048
그렇게만 된다면, 이 기술이 성공한다면

00:11:20.072 --> 00:11:24.913
저비용으로 트랜지스터 소형화를
계속할 수 있을 것입니다.

00:11:24.913 --> 00:11:30.582
컴퓨터 작업량을 더욱 확대하고 
디지털 혁명도 지속할 수 있습니다.

00:11:30.592 --> 00:11:36.417
그 무엇보다도, 분자 제조 기술의 
새시대를 열게 될 것입니다.

00:11:36.417 --> 00:11:37.947
이 얼마나 멋진 일인가요?

NOTE Paragraph

00:11:38.519 --> 00:11:39.677
감사합니다.

NOTE Paragraph

00:11:39.701 --> 00:11:43.910
(박수)