무어의 법칙의 종말 (Feat. 선배, 반도체에서 열나는 것 같아)

'무어의 법칙'은 1965년 인텔의 공동창립자인 '고든 무어'가 처음 주장한 것으로 "18개월마다 칩에 집적할 수 있는 트랜지스터의 수가 2배씩 증가할 것"이란 이론으로 널리 알려져있었다. 하지만 실제로 고든 무어는 18개월마다라고 말한 적은 없고 처음 발표한 지 10년 후인 1975년에 집적도가 '2년에 2배'로 증가한다고 공식적으로 발표했다. 이 이론은 이후 인텔 반도체 전략의 핵심 역할을 하면서 1970년대부터 최근까지 반도체 업체들은 최근까지 '무어의 법칙'에 따라 칩개발 로드맵을 만들어왔다. 하지만 반도체 업계는 갈수록 한계에 도달해가는 반도체 집적 기술의 한계로 인해 2016년 2월경 '무어의 법칙'을 더이상 반도체 개발의 로드맵으로 사용하지않겠다고 선언했다. 

실제로 '무어의 법칙'은 다른 과학 법칙들처럼 자연현상을 관찰한 결과로 정해진 법칙이 아닌 한 기업에서 제품개발의 목표로 기능하던 것이 컴퓨터 산업이 확장되면서 마치 정해진 법칙처럼 오해받게 된 케이스다. 이로 인해 제품 생산업체는 제품 수요와 관계없이 개발된 반도체 칩 수준에 맞춰 그에 맞는 제품을 뒤따라 개발해온 것이다.실제로 2010년 즈음부터 CPU의 초당 계산 속도는 발열등의 이유로 코어 하나의 집적도를 높이기 힘들어져 이미 '2년마다 2배'라는 법칙을 따라가지 못하고 있다. 

2016년에 나온 인텔의 스카이레이크는 14nm 공정으로 제조되었는데 이후 집적도가 5nm 수준이 되면 양자역학에서 이야기하는 '터널링 현상'으로 인해 전자가 다른 곳으로 워프해버리면서 다른 와이어에 합선이 되는 문제가 생긴다고 한다. 과거에는 데스크탑PC나 노트북에서는 열을 발산하는 것이 비교적 수월했지만 크기가 매우 작은 스마트폰과 같은 기기에서는 발열문제가 큰 이슈가 된다.

무어의 법칙이 폐기되게 된 또다른 이유는 '경제성의 문제'때문이다. 과거에는 집적도가 오를 수록 원가 절감도 동시에 이루어졌지만 28nm이후로는 오히려 제조비용이 상승한다고 한다. 

이와 같이 물리적, 경제적인 문제로 인해 반도체 업계는 2016년 2월 공식적으로 더이상 '무어의 법칙'에 맞춰 칩을 생산하지않겠다고 선언함으로 인해 '무어의 법칙'은 종말을 고하게 되었다. 하지만 SSD, SD카드, USB메모리 등을 포괄하는 플래시 메모리 제품은 아직 '무어의 법칙'이 적용되고 있다.  

대한민국의 삼성전자와 SK하이닉스가 매년 D램(DRAM)과 낸드플래시 메모리(Nand Flash Memory) 시장으로 대표되는 세계 반도체 시장에서 최고의 점유율을 갱신해가며 창립이래 최대의 호황을 맞이하고 있지만 기술의 한계에 도달한만큼 후발업체들의 추격이 더욱 거세질 수 있기때문에 두 업체가 앞으로 어떤 식으로 대응해나갈지 귀추가 주목된다.