MIT 연구진이 2021년 개발한 새로운 강유전체 재료를 활용하여 기존 전자 기기에 사용되는 것보다 우수한 초박막 트랜지스터를 개발했다고 발표했습니다. 이 새 트랜지스터는 나노초 단위의 빠른 스위칭 속도와 뛰어난 내구성이 특징입니다.

연구를 주도한 파블로 자릴로-헤레로 MIT 물리학과 교수는 "이번 연구는 기초 과학이 실질적인 응용 분야에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여주는 극적인 사례 중 하나"라고 강조했습니다.

이 트랜지스터의 가장 주목할 만한 특징은 바로 전하 상태를 바꾸는 속도입니다. 현재 사용되는 트랜지스터 기술은 수백 나노초 단위로 상태를 전환합니다. 반면 새로운 트랜지스터의 재료는 이를 훨씬 단축시킬 수 있다고 합니다. 이는 방대한 데이터 처리가 요구되는 AI 기술 발전에 긍정적인 영향을 끼칠 것으로 탐스하드웨어는 전망했습니다.

또, 얇은 두께 덕분에 기존 반도체보다 더 높은 집적도를 달성할 수 있습니다. 즉, 단위 면적당 더 높은 성능을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 에너지 효율성도 높아집니다. 이는 전력 제한이 데이터 센터 확장의 주요 병목 현상으로 작용하는 상황에서 AI 프로세싱에도 긍정적입니다.

MIT 연구팀이 발견한 또 다른 중요한 진전은 새로운 강유전체 재료가 제공하는 향상된 내구성입니다. 현재 SSD는 수명이 제한적이며, 최고급 모델조차 1TB 용량당 700TB의 쓰기가 가능합니다. 반면, 이 트랜지스터는 1,000억 번의 스위칭 후에도 성능 저하의 징후를 보이지 않아, 영구적인 플래시 저장 장치의 탄생 가능성을 제시합니다.

현재 연구팀은 이 트랜지스터의 성능을 입증하기 위해 단 하나의 트랜지스터만 제작했습니다. 따라서 이 기술이 상용화되기까지는 아직 몇 가지 과제가 남아 있습니다.

연구에 참여한 레이 아쇼리 교수는 "몇 가지 문제가 있지만, 이를 해결한다면 이 소재는 미래 전자 기기에 다양하게 활용될 수 있는 잠재력을 가지고 있다"고 말했습니다.

연구 공동 저자인 코넬 대학교의 켄지 야수다 조교수는 "웨이퍼 규모로 이러한 재료를 성장시킬 수 있다면 훨씬 더 많은 트랜지스터를 만들 수 있을 것"이라고 덧붙였습니다.