더지엠뉴스 박소영 기자 | 중국 베이징대 연구진이 1나노미터 강유전체 트랜지스터 개발에 성공했다. 연산과 저장을 동시에 해결할 수 있는 초미세 소자 구현으로 AI 칩 구조 한계를 정면 돌파했다는 점에서 의미가 크다.

25일 중국 매체 차이롄서에 따르면, 베이징대 전자공학원 연구팀은 강유전체 트랜지스터(FeFET)의 물리적 게이트 길이를 1나노미터까지 축소하는 데 성공했다. 구동 전압은 0.6V, 에너지 소비는 0.45fJ/μm 수준으로 낮췄으며 이는 기존 국제 최고 수준 대비 10분의 1 이하 수준이다.

현재 AI 칩은 연산부와 저장부가 분리된 구조로 인해 이른바 ‘메모리 월’ 문제를 겪고 있다. 데이터 이동 과정에서 병목이 발생해 속도와 에너지 효율이 동시에 제약받는 구조적 한계가 존재한다. 특히 낸드플래시 기반 비휘발성 메모리는 5V 이상의 고전압이 필요해 초미세 공정에 적용하기 어려운 문제가 있었다.

연구진은 ‘나노게이트 강유전체 트랜지스터 구조’와 ‘전기장 집속 증강 메커니즘’을 제안했다. 게이트 전극을 극한 수준으로 축소해 강유전체층 내부에 고도로 국소화된 강전계 영역을 형성함으로써 저전압 구동과 고성능 저장 특성을 동시에 구현했다.

이번 성과는 서브 1나노미터 노드 칩 설계와 PIM(Processing-In-Memory) 아키텍처 실현을 위한 핵심 소자 기반을 마련했다는 점에서 반도체 업계의 관심을 끌고 있다. 연산과 저장을 동일 소자 내에서 처리할 수 있는 구조는 AI 전용 칩 설계 방향에 직접적인 변화를 가져올 수 있다.