반도체放熱 "골칫거리"

　CPU·메모리·로직IC 등이 급격히 고집적화되고 처리속도가 빨라지면서 방열문제가 점차 골칫거리로 부상하고 있다.

　주로 CMOS공정으로 만들어지는 이 제품들은 셀당 소비되는 전류가 극히 미약해 많은 전류를 소비해야 하는 전력용 반도체에 비해 방열문제에서 한 발치 물러서 있었다. 그러나 집적도가 높아짐에 따라 반도체 내에 전류를 소비하는 셀의 개수가 기하급수적으로 늘어나고 동작속도를 결정하는 클록 스피드가 크게 향상되면서 이 제품에도 방열문제가 발등에 떨어진 불이 됐다.

　CMOS공정 제품 중 가장 먼저 방열문제가 대두된 분야는 CPU. 486DX 제품부터 방열문제가 제기돼 방열판이나 냉각팬이 부착되기 시작하더니 최근엔 방열판과 냉각팬이 함께 부착된 제품이 자연스런 모습이 됐다.

　지난달 인텔이 인텔개발자 포럼에서 미리 시연한 1㎓ 펜티엄Ⅲ 프로세서는 방열문제를 해결하기 위해 냉각팬이 아닌 액체질소를 냉매로 사용한 것으로 알려져 향후 방열문제가 커다란 이슈로 부상할 가능성을 내비쳤다. CPU업계 한 관계자는 『방열문제만 해결된다면 현재 기술로도 1㎓까지 동작속도를 올리는 데 큰 어려움이 없다』며 『방열문제가 향후 반도체 기술발전의 걸림돌로 작용할 가능성이 점차 높아지고 있다』고 분석했다.

　CPU에서 방열문제는 이제 대부분의 IC로 파급되고 있다. 3Dfx사가 3D가속칩으로 지난해 선보인 부두밴시는 그래픽칩 중 처음으로 냉각팬을 채용했다. 기존 제품은 기껏해야 냉각판을 부착한 게 고작이다. 국내업체들의 주력 제품인 메모리도 이제 방열문제에서 자유롭지 않다.

　클록 주파수가 800㎒에 이르는 램버스 D램은 방열문제 해결을 위해 D램 모듈에 긴 냉각판을 부착하기로 했기 때문이다.

　이처럼 방열문제가 이슈로 부상하자 반도체업체들은 이를 해결하기 위해 여러 방안을 모색하고 있다. 가장 근본적인 조치는 반도체 내부의 동작전압을 낮춰 셀당 소비되는 전류를 최소화하는 방법이다. 또 반도체 내부의 알루미늄 배선을 열전도가 높은 구리로 바꿔 방열 메커니즘을 원활히 하는 것도 방열문제를 해결할 수 있는 새로운 방법으로 부상하고 있다.

<유형준기자 hjyoo@etnews.co.kr>