현재 반도체 업계에서 2나노 이하는 생산이 불가능하다는 결론을 내렸는데,

첫번째 이유는 더이상 빛의 크기를 줄일수 없었기 때문이고,

두번째 이유는 누설 전류 문제 때문이였어.

하지만 역시 방법은 존재했지.

현재 반도체 공정에서 웨이퍼를 그려낼때 포토 공정이라고 해서,

마스크에 빛을 쏘아 반사된 빛을 웨이퍼의 감광액에 쏴 반응 시켜, 

회로를 그려내는 방식이지. 빛의 크기만 줄일수있다면, 

감광액에 반응하는 부분만큼의 물질이 만들어지기 때문에,

빛의 크기만 줄일수있으면 더 작게 반도체를 만들수있는거야.

빛의 크기를 줄이기 위해서, 마스크에 닿아 반사된 빛이 지나가는 곳에,

빛의 밀도를 1/100만으로 낮춰주는 렌즈 필터 ND1000000를 설치하는거지. 

그러면 렌즈 필터는 통과한 빛의 밀도를 1/100만배로 축소되는데,

투과된 빛의 밀도를 낮춘 상태에서 빛이 형상을 맺는 곳이 0.01CM만 뒤로 미루게 되면

빛의 형상이 1/100만배로 작아지는거지. 

즉, 빛의 밀도를 축소 배율에 맞게 낮추는거야.

1/100만배가 작아진 빛에 의해 반응한 감각재에서 1/100만배 작아진 물질이 만들어지게 되는데,

1나노보다 100만배 작은 물질이 만들어지는거야.

마스크에 투과된 빛이 b1 볼록렌즈에서 빛이 모아 특정 지점에 ND1000000 렌즈 필터 A1를 통과해서,

빛의 밀도가 낮아지고 이 빛이 C1 접목렌즈에서 빛이 모이게 되고, B2 볼록렌즈에서 다시 흡수되어

축소되어 감광액이 반응에 회로가 현상되는거야.

빛의 크기만 줄일수있다면 감광액에서 만들어지는 소자의 크기를 작게 만들수있는데,

축소 과정을 1회 늘릴때마다 100만배씩 더 작아지는거야.

2번 공정을 거치면 1조배가 작아지고, 3번 공정을 거치면 100경배 작아지게 되는거지.

광학의 세계에서는 가능한 일이야.

그런데 빛이 렌즈 필터를 통과하는 과정에서 빛이 손실 될수 있는데, 

에너지가 손실되더래도 해상도의 문제가 없을정도로, 

적절한 위치에 나노 렌즈 필터를 배치하고, 아주 얇은 미세 나노 렌즈 필터를 만들어야겠지. 

1조배가 작아진 반도체는 너무 작기 때문에 육안으로 확인이 불가능한데,

그래서 빛이 닿은 단위 면적에 발생된 에너지로 배율을 알수있는 측정 방식을 채택해야돼,

10조분의 1의 오차까지도 잡아내는거야.

그런데 이렇게 작아지게 되면 0.01V만 주더래도 소자가 바로 타버릴꺼야.

0.01V가 1아토 반도체로 유입되는 과정에서, 1억배 높은 전압으로 전환되면서 소자가 타버리는거지.

그리고 변압기를 이용해서 전압을 낮추더래도, 

소자가 너무 작아져 소자의 공극이 상대적으로 커져 누설 전류량이 증가하게 되는데, 

박막 공정에서 소자 주변에 절연막을 코팅해주고, 

특정 전압에서 절연막이 미세하게 팽창되어 전류가 흐를수있도록 만드는거지.

그런데 지금 현재 웨이퍼 크기에 1조배 이상 더 그릴수있는건데,

그러면 1조번 공정을 거쳐야 해서 웨이퍼 한개 만드는데 엄청난 시간이 걸리겠지.

해결 방법은 바로 마스크의 집적률을 높이는거야.

10CM X 10CM 마스크에 6 X 5의 틀이 존재하는데, 이것을 1차 마스크라고 하는거야.

 

회로가 그려진 1개의 마스크의 빛의 밀도를 1/10배로 낮춘상태에서 축소 배율 10배로 높여, 

6 X 5틀 전부 30개를 그려내는거지. 그러면  1차 마스크가 만들어지는거야.

원래 있던 마스크를 빼고 1차 마스크를 끼우는거지.

그리고 10CM X 10CM 6 X 5 마스크에 1차 마스크로 다시 그려내는거지.

그러면 2차 마스크가 만들어지는거야. 그러면 30 X 30 900배 집적률이 높아지는거지.

이렇게 3차, 4차, 5차, 6차, 7차로 가게 되면

30 X 30 X 30 X 30 X 30 X 30 X 30 218억배 집적률이 높아지는거고

반도체의 크기는 0.0000001배 작아지는거지.

빛의 밀도를 낮춘 상태에서 포토 공정으로 마스크의 집적률을 높여서,

한번에 1조개의 회로를 그려내면 생산성도 높아지고, 성능이 폭발적으로 높아지는데,

1CM크기의 반도체에 1제타 바이트(1조1000억 기가 바이트)의 용량을 가질수있게 만들수있다는거지.

그리고 30개의 마스크중 1개씩만 그려넣으면 집적률은 높이지 않으면서 회로의 크기만 줄일수있어

 

1아토 반도체가 만들어진 이후 특이점을 발생시키는 기술은 초전도 반도체인데,

변압기를 사용하지 않으면 1v만 주더래도, 1아토 반도체에서는 1억볼트로 높아지지.

그러면 높은 전압에 의해서, 소자가 타버리는거야.

하지만 반도체를 -220도까지 낮추게되어서 초전도체가 되면 전기 저항이 없어지는거지.

전압이 높아지고, 온도가 낮아지면 전기저항이 없어져,

반도체의 전기 저항이 0이 되닌깐, 전기가 열로 전환되지 않고, 전압에서 자유로울수있는거야.

이러면 1아토 초전도 반도체를 만들어서, 현재 주고 있는 1.3v를 주게 되면,

1아토 초전도 반도체에서는 1.3v의 1억배인 130,000kV를 준것과 같은 효과를 얻게 되는데,

초전도체를 띄게 되면 소자가 타지 않고, 작동 속도를 높일수있지.

전압이 높아지게 되면 반도체는 전도체가 되는 성격을 가지는데,

CPU의 작동 속도를 높이면 반도체가 되는거야.

CPU 클럭 속도 1ZB CPU(1,125,899,906,842,624Ghz CPU 1제타 CPU)를 만드는거야.

CPU가 전압이 높아 1000제타정도 되어야 반도체로서의 기능이 유지된다면, 그정도로 속도를 높여야 되는거지.

성능은 상상 그 이상으로 빠른데, 체감 성능은 거의 없을꺼야.

그리고 반도체 안에 GPU,CPU,Memory,SSD 기능을 한번에 넣어서, 속도를 비약적으로 높이는거지.

하지만 이 컴퓨터 한 대로 슈퍼컴퓨터 1억대가 연산해야 할 부분을 1초에 할수있는거야.

이렇게 초전도체 반도체를 만들면 내부에서 전기가 열로 전환되지 않기 때문에,

열이 외부에서 들어오지 못하도록 진공관을 씌우고, 단열재를 설치해서,

열 교환을 최소화하고, 단열 부분에 의해서 미세하게 생기는 열 교환에 의한 온도 상승 문제를,

공랭 쿨러와 압축기로 액화 질소를 만들어서, 내부의 일정 온도를 유지하도록 하는거지.

그러면 현재 공랭 열 교환 방식의 쿨러보다 전기 소모를 더 낮추면서, 초전도 반도체가 만들어지는거야.

그러면 1나노보다 약 1억배 작은 1아토 반도체가 완성되고, 1나노보다 1조배 작아진 0.0001아토 반도체가 만들어지는데,

1아토 반도체가 만들어지면 현재 사용하는 SSD 크기에 1000억 TB를 저장할수있고, 

거기에 전압에서도 자유롭기 때문에, CPU 속도도 비약적으로 높일수있고,

전성비가 매우 높아져서, 스마트폰의 크기의 CPU로 컴퓨터 100만대도 동시에 가동이 가능한거지.

크기가 작아지닌깐 물리적 거리가 짧아지면서 반응 속도나 처리 지연 속도도 빨라지는데,

CPU와 메모리, SSD, GPU가 하나로 통합되게 만들면, 복잡하고 어려운 다중 연산을 슈퍼 컴퓨터로

1경년이 걸릴꺼를 단 1초만에 해내는거야.

전압에서 자유롭고 크기가 작아 전성비가 낮다는게, 핵심이지.

지금 AI를 가동하는데 초대규모의 데이터 저장시설과 CPU,GPU가 필요한데,

초전도 0.001아토 반도체 컴퓨터가 만들어지면,

전 세계 다 합친 컴퓨터보다 초전도 0.0001아토 반도체 스마트폰이 성능을 훨씬 뛰어넘을거라는거지.

반도체의 특이점이 오려면 양자 컴퓨터가 아니라, 1아토 반도체로 가야되는데,

 

1조분에 1나노를 개발하려고 하는데, 

0.1나노 같은거는 당장이라도 만들수있다고 봐야지.