경제신문 읽고 용어 공부하기 - 무어의 법칙 한계

2025년 2월 21일 매일경제 신문

신문을 읽고 모르는 용어가 있으면 공부를 하고 있다. 이번에 공부할 건 반도체 관련 기사에서 등장한 '무어의 법칙 한계' 라는 용어이다. 뭔가 느낌은 기술이 발전할 수록 한계에 봉착했다는 맥락인데, 어떤 한계를 무어의 법칙 한계라고 말하는지 알아보자.

이번에도 기획재정부의 시사경제용어사전을 인용한다.

 

[시사경제용어사전] 무어의 법칙(Moore's Law)

마이크로칩 기술의 발전 속도에 관한 일종의 법칙으로 마이크로칩에 저장할 수 있는 데이터 분량이 18-24개월 마다 두 배씩 증가한다는 법칙이다. 이는 컴퓨터 성능이 거의 5년마다 10배, 10년마다 100배씩 개선된다는 것을 의미한다. 1965년 미국 인텔사의 고든 무어(Gordon Moor)는 마이크로칩의 용량이 매년 두 배가 될 것으로 보인다고 예고했었다. 하지만 변화의 속도가 지난 수년간 다소 느려져 18개월마다 두 배씩 증가하자 ''고든 무어의 법칙''의 정의를 수정하고 그의 이름을 빌려 ''무어의 법칙''이라고 명명하였다. 인터넷은 적은 노력으로도 커다란 결과를 얻을 수 있다는 메트칼프의 법칙, “조직은 계속적으로 거래비용이 적게 드는 쪽으로 변화한다”는 가치사슬의 법칙과 함께 인터넷 경제의 3원칙으로 불린다. 무어의 법칙은 PC의 처리속도와 메모리의 양이 2배로 증가하고 비용은 상대적으로 떨어지는 효과를 가져 왔다. 이러한 디지털 혁명은 1990년대 말 미국의 정보기술에 막대한 비용을 투자하는 계기를 만들기도 했다. 그러나, 2016년 2월에 반도체 업계가 경제성을 이유로 포기를 선언하면서 무어의 법칙이 폐기되게 되었다.

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무어의 법칙은 단순하계 마이크로칩의 발전속도에 대한 일반적인 정의를 말하는 듯 하다. 18개월마다 2배정도로 증가한다고 하는데, 한계는 무슨 말일까?

 

무어의 법칙 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

위키피디아에서는 조금 재밌는 방식으로 이야기를 했다. 자신은 그렇게까지 기한을 정해서 말한 적 없다 ㅋㅋㅋㅋ 뭐 어쨌든 재미있는 이론이다. 인터넷 경제의 3원칙 중 하나라는 유명한 원칙이라고 하니 상식선에서 알아두자. .

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• '인터넷은 적은 노력으로도 커다란 결과를 얻을 수 있다'는 메트칼프의 법칙,
• '조직은 계속적으로 거래 비용이 적게 드는 쪽으로 변화한다'는 가치사슬을 지배하는 법칙
• '마이크로칩의 밀도가 24개월마다 2배로 늘어난다'

무어의 법칙

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그렇다면 역설은 무엇일까? 이번에는 GPT의 힘을 빌린다.

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“기술이 발전할수록 역설적으로 무어의 법칙 한계에 도달했다”는 말은, 기술 발전이 빠르게 이어졌지만 오히려 그 발전 속도 자체가 물리적·경제적 한계에 부딪혔다는 뜻입니다.

🧩 무어의 법칙이란?
• **인텔 공동 창립자 고든 무어(Gordon Moore)**가 1965년 제시한 법칙
• 내용: 반도체 칩의 트랜지스터 수가 약 18~24개월마다 2배로 증가 → 컴퓨팅 성능은 빠르게 향상, 비용은 절감

💡 무어의 법칙이 적용되면:
• 더 작은 칩에 더 많은 트랜지스터 탑재
• 컴퓨터, 스마트폰 등 성능 개선 → 가격 대비 성능(가성비) 향상

🛑 무어의 법칙의 한계란?

최근에는 기술적·물리적 이유로 무어의 법칙이 예전처럼 적용되지 않기 시작했습니다.

1. 물리적 한계
  • 트랜지스터 크기가 나노미터 수준으로 줄어 원자 수준에 근접
  • 너무 작아지면 전자 흐름 간섭(양자 터널링) 등 발생 → 설계·제작 어려움
2. 열 및 전력 문제
  • 트랜지스터가 더 촘촘해질수록 발열과 전력 소모 급증
  • 칩 성능을 높여도 냉각 문제 해결 없이는 사용 제한
3. 제조 비용 급증
  • 미세 공정(예: 3nm, 2nm) 도입에 막대한 연구·설비 비용 발생
  • 경제적 한계로 모든 기업이 무어의 법칙을 따를 수 없음
4. 기술 발전 속도 둔화
  • 과거에는 법칙처럼 성능이 빨리 개선됐지만, 이제는 수년간 큰 변화 없음
  • 스마트폰, PC 성능 개선 체감도 예전보다 미미

🔎 그래서 왜 “역설적”인가?

➡️ 기술은 빠르게 발전 중 (AI, 고성능 칩, 양자컴퓨팅 연구 활발)
⬇️🚧 하지만 트랜지스터 미세화, 칩 성능 개선은 물리적 한계에 도달

✅ 즉:
기술이 눈부시게 발전했음에도 불구하고 칩 성능을 무한히 높일 수 없다는 현실에 직면한 것이 역설적이라는 뜻입니다.

🧠 미래 대안은?
• 칩 설계 혁신:
• 트랜지스터 미세화 대신 3D 적층 기술(칩 쌓기), 칩렛(chiplet) 구조 사용
• 새로운 소재 도입:
• 실리콘 대신 그래핀, 탄소나노튜브 연구
• 양자컴퓨팅, 광컴퓨팅 개발:
• 기존 방식의 한계 극복을 위한 차세대 기술

📝 한 줄 요약:

“기술이 발전할수록 역설적으로 무어의 법칙 한계에 도달했다”는 말은, 빠른 기술 발전에도 불구하고 반도체 미세화·성능 개선에 물리적·경제적 한계가 닥쳤다는 뜻입니다.

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역시 GPT 형님의 요약은 깔끔하다. 기술이나 이론은 확실히 발전하고 있는데, 물리적으로 실현이 불가능하다 라는 식으로 이해하면 될 듯 하다. 세상에... 역시 이 짧은 용어 하나에도 공부할 것이 있었다. 오늘 무어의 법칙 역설도 깔끔하게 공부 끝