소소하지만 과학이야

반도체 패러다임 전환 — 실리콘에서 유리기판으로, AI 패키징의 미래 실리콘 이후의 선택 — 왜 반도체는 ‘유리기판’으로 가는가 목차 1. 반도체 기판이란 무엇인가 2. 실리콘 기판의 물리적 한계 3. 유리기판의 구조와 과학적 원리 4. 왜 유리기판은 양산이 어려운가 5. TSMC·인텔·삼성의 기술 현주소 6. AI 패키징 구조 비교 7. HBM 이후 병목, 인터커넥트 8. 정리 — 유리기판이 바꾸는 반도체 지도 컴퓨터의 진화 구조와 원리 1. 반도체 기판이란 무엇인가 기판(Substrate)은 단순한 받침대가 아니다. 칩과 칩을 연결하고, 전력을 분배하며, 수만~수십만 개의 신호를 왜곡 없이 전달하는 고속 전자 도로망 이다. 기판의 성능은 곧 신호 지연, 발열, 전력 효율, AI 연산 성능의 상한선을 결정한다. 2. 실리콘 기판의 물리적 한계 실리콘은 반도체로서는 이상적이지만, 기판으로 쓰일 경우 문제가 생긴다. 상대적으로 높은 유전율 → 고속 신호 간 간섭 증가 두꺼운 웨이퍼 구조 → 미세 인터커넥트 구현 한계 열과 전기 신호가 동시에 얽혀 설계 자유도 감소 AI 시대에는 연산보다 연결 속도 가 먼저 한계에 도달한다. 3. 유리기판의 구조와 과학적 원리 유리기판은 절연체다. 바로 이 점이 고속 신호 전달에서 결정적인 차이를 만든다. ① 낮은 유전율 (Low-k) 유리는 실리콘보다 전기장이 덜 왜곡된다. → 신호 간섭 감소 → 클럭 상승 여유 증가 ② 초미세 배선 가능 유리는 결정 구조가 없기 때문에 나노급 평탄도 확보가 가능하다. 이는 유기기판이나 실리콘보다 훨씬 정밀한 배선을 가능하게 한다. ③ 열·전기 분리 설계 전기적 절연성과 열 관리 구조를 분리할 수 있어 AI 칩의 발열 설계 자유도가 커진다. 4. 왜 유리기판은 양산이 어려운가 유리기판의 문제는 ‘이론’이 아니라 ‘공정’이다. 취성...

SMR 다음은 CMSR인가 — 용융염 원자로가 여는 원전의 다음 페이지 SMR 다음은 CMSR인가 — 원전을 다시 쓰는 방법 차세대 원전 기술의 분기점 SMR이 ‘작게 만든 기존 원전’이라면, CMSR은 원전의 물리 구조 자체를 다시 설계한 기술 입니다. 에너지 위기 속 AI 인프라의 진화 목차 1. 왜 SMR 다음에 CMSR이 거론될까? 2. SMR vs CMSR — 구조적 차이 3. CMSR의 작동 원리 4. CMSR의 단점과 기술적 한계 5. 대중용 요약 6. 심화 과학 해설 7. 공식 출처 1. SMR이 언급되는 이유 SMR(Small Modular Reactor)은 이미 알려진 개념입니다. 가압경수로(PWR)를 작게 만들어 안전성과 건설 효율을 높인 원전 입니다. 하지만 SMR은 ‘기존 원전의 축소판’ 일 뿐, 물리 법칙이나 연료 개념을 바꾸지는 않았습니다. 2. SMR vs CMSR — 핵심 차이 SMR : 고체 연료봉 + 고압 물 + 제어봉 CMSR : 액체 연료(용융염) + 저압 + 자연 안전성 SMR이 ‘사이즈 혁신’이라면 CMSR은 ‘물리 설계 혁신’이다. 3. CMSR는 어떻게 작동할까? CMSR(Chloride-based Molten Salt Reactor)은 우라늄 연료를 염 형태로 녹여 액체 상태로 사용 합니다. ✔ 저압 시스템 물 대신 용융염을 사용하기 때문에 수백 기압이 필요 없습니다. ✔ 자연적인 반응도 안정성 온도가 상승하면 염이 팽창 → 핵분열 속도 감소 → 자동 감속 ✔ 멜트다운 개념 자체가 없음 이미 연료가 액체이기 때문에 ‘녹아내릴 고체’가 존재하지 않습니다. 4. CMSR의 단점과 기술적 한계 ⚠ 염 부식 문제 고온의 염은 구조재를 부식시킵니다. 니켈 기반 합금 개발이 필수적입니다. ⚠ 연료 재처리 난이도 액체 연료는 장점...

플라스틱은 죽지 않는다 — 석유로 되돌아가는 기술의 비밀 플라스틱은 죽지 않는다 우리가 버린 플라스틱은 어디로 사라질까? 우리는 플라스틱을 태우거나 묻으며 처리해왔습니다. 하지만 과학은 전혀 다른 답을 제시합니다. 플라스틱은 사라지는 것이 아니라, 다시 석유로 되돌아갈 수 있습니다. 목차 1. 쓰레기에서 시작된 질문 2. 플라스틱의 진짜 정체 3. 열분해: 고온으로 시간을 찢다 4. 촉매분해: 분자에게 길을 묻다 5. 두 기술은 무엇이 다른가 6. 이 기술이 바꾸는 미래 환경·에너지 금융 인사이트 1. 아주 평범한 쓰레기에서 시작해보자 버려진 플라스틱 병 하나. 대부분은 이렇게 생각합니다. “재활용되거나, 소각되거나, 매립되겠지.” 하지만 과학자들은 전혀 다른 질문을 던졌습니다. “이걸, 다시 석유로 만들 수는 없을까?” 이 질문에서 시작된 것이 플라스틱 화학적 재활용 입니다. 2. 플라스틱은 원래 ‘석유’였다 플라스틱은 자연물이 아닙니다. 석유에서 얻은 탄화수소를 길게 연결한 고분자 물질 입니다. 즉, 플라스틱이란 석유가 ‘다른 형태’로 존재하는 상태 에 불과합니다. 그렇다면 이 결합을 다시 끊으면 플라스틱 이전의 상태로 되돌릴 수 있지 않을까? 이 개념이 바로 해중합(depolymerization) 입니다. 3. 열분해 — 고온으로 시간을 찢는다 열분해(Pyrolysis)는 산소가 거의 없는 환경에서 플라스틱을 400~800℃ 이상의 고온으로 가열합니다. 그 결과, ✔ 고분자 사슬이 무작위로 끊어지고 ✔ 오일·가스·왁스 형태의 탄화수소가 생성됩니다 열분해는...