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RX 480 레퍼런스 카드 PCI 익스프레스 전력 제한 위반.
일부 평론가들은 AMD 라데온 RX 480이 PCI 익스프레스 전력 소비 사양을 위반한다는 사실을 발견했다. PCI 익스프레스 슬롯에서 인가할 수 있는 최대 전력은 75와트(12v 핀에서 66와트)이다. 탐스 하드웨어의 크리스 안젤리니는 스트레스 테스트에서 이 카드가 슬롯에서 평균 90와트를, 일반적인 게임 부하에서는 86와트를 인가할 수 있다는 것을 확인했다. 게임 부하에서 최대 사용량은 162와트이며, 전원 공급 장치를 포함하면 총 300와트에 달할 수 있다. TechPowerUp은 이 카드가 6핀 PCI 익스프레스 전원 커넥터의 75와트 한도를 초과하여 전원 공급 장치에서 최대 166와트를 인가할 수 있다는 점을 언급하며 이러한 결과를 확인했다. PC Perspective의 라이언 슈라우트는 다른 보고서들을 검토한 후 후속 테스트를 수행했고, 그의 검토 샘플이 기본 속도에서 마더보드로부터 80-84와트를 인가하고, 그의 Asus ROG Rampage V Extreme 마더보드에서 다른 PCI 익스프레스 슬롯의 12볼트 전원 공급 핀이 부하 시 11.5볼트만 공급하고 있다는 사실을 발견했다. 그는 사양의 8% 전압 허용 오차로 인해 전압 강하에 대해 우려하지 않았지만, 다중 오버클럭된 RX 480 카드가 쿼드 크로스파이어로 실행되거나, 저가형 및 구형 모델과 같이 높은 전류를 견디도록 설계되지 않은 마더보드에서는 문제가 발생할 수 있다고 지적했다.
AMD는 전압 조정기 모듈을 재프로그래밍하여 마더보드에서 전력을 덜 인가하도록 하는 드라이버를 출시하여, 마더보드에서 인가되는 전력이 PCI 익스프레스 사양을 통과하도록 했다. 이로 인해 6핀 전원 커넥터의 과전류가 악화되지만, 이 커넥터는 전력 등급에 더 큰 안전 마진이 있으므로 큰 문제는 아니다. 커넥터에서 인가되는 전력량은 드라이버에 새로 도입된 "호환 모드"에 따라 달라진다. 호환 모드가 켜져 있으면 카드의 총 전력 소비량이 감소하여 두 전원 공급 장치가 정격에 더 가깝게 작동할 수 있다. 표준 모드는 기본적으로 변함없는 성능을 제공하는 반면, 호환 모드는 벤치마크 오차 범위 내에서 성능 저하를 초래한다. AMD 파트너사가 설계한 일부 RX 480 카드에는 재고 설계보다 더 많은 전력을 공급할 수 있는 8핀 전원 커넥터가 포함되어 있다.
라데온 500 시리즈는 AMD가 개발한 그래픽 처리 장치 시리즈이다. 이 카드는 그래픽스 코어 넥스트 아키텍처의 4번째 반복을 기반으로 하며, 폴라리스 30, 폴라리스 20, 폴라리스 11, 폴라리스 12 칩을 기반으로 한 GPU를 특징으로 한다. 따라서 RX 500 시리즈는 이전 제품과 동일한 마이크로아키텍처와 명령어 집합을 사용하면서 제조 공정의 개선을 활용하여 더 높은 클럭 속도를 가능하게 한다.
3세대 GCN 칩은 28 nm CMOS 공정으로 생산된다. 폴라리스(4세대 GCN) 칩(폴라리스 30 제외)은 삼성전자가 개발하고 글로벌파운드리스에 라이선스된 14 nm 핀펫 공정으로 생산된다. 폴라리스 30 칩은 삼성과 글로벌파운드리스가 개발한 12 nm 핀펫 공정으로 생산된다.
지원 디스플레이 표준.
이 시리즈는 디스플레이포트 1.4 HBR, HDMI 2.0b, HDR10 색상을 지원한다. 레퍼런스 카드에는 포트가 없지만, 최대 4096×2304 해상도의 듀얼 링크 DVI-D 및 DVI-I와 최대 2048x1536 해상도의 VGA도 지원하며, VGA 포트가 있는 카드는 주로 동아시아에서만 판매된다.
반도체 제조에서 3 nm 공정은 5 nm MOSFET(금속-산화물-반도체 전계효과 트랜지스터) 기술 노드 이후의 다이 슈링크이다. 대한민국 칩 제조업체 삼성은 2022년 중반에 3GAA라는 이름의 3 nm 게이트 올 어라운드(GAA) 공정을 출하하기 시작했다. 2022년 12월 29일, 대만 칩 제조업체 TSMC는 3 nm 반도체 노드(N3)를 사용한 양산이 양호한 수율로 진행 중이라고 발표했다. "N3E"라는 이름의 향상된 3 nm 칩 공정은 2023년에 생산을 시작했을 수 있다. 미국 제조업체 인텔은 2023년에 3 nm 생산을 시작할 계획이었다.
삼성의 3 nm 공정은 멀티게이트 MOSFET 기술의 한 유형인 GAAFET(게이트 올 어라운드 전계효과 트랜지스터) 기술을 기반으로 하는 반면, TSMC의 3 nm 공정은 TSMC가 GAAFET 트랜지스터를 개발했음에도 불구하고 여전히 FinFET(핀 전계효과 트랜지스터) 기술을 사용한다. 특히, 삼성은 MBCFET(멀티 브리지 채널 전계효과 트랜지스터)라고 불리는 GAAFET의 자체 변형을 사용할 계획이다. 인텔의 공정(접미사 "nm" 없이 "Intel 3"로 불림)은 이전 공정 노드에 비해 와트당 성능, 극자외선 리소그래피 사용, 전력 및 면적 개선 측면에서 FinFET 기술의 개선, 향상 및 최적화된 버전을 사용할 것이다.
"3 나노미터"라는 용어는 트랜지스터의 실제 물리적 특징(예: 게이트 길이, 금속 피치 또는 게이트 피치)과 직접적인 관련이 없다. IEEE 표준 협회 산업 연결에서 발표한 국제 장치 및 시스템 로드맵의 2021년 업데이트에 포함된 예측에 따르면, 3 nm 노드는 접촉 게이트 피치 48 나노미터와 가장 촘촘한 금속 피치 24 나노미터를 가질 것으로 예상된다.
그러나 실제 상업적 관행에서 3 nm는 주로 개별 마이크로칩 제조업체(파운드리)가 증가된 트랜지스터 밀도(즉, 더 높은 수준의 소형화), 향상된 속도 및 감소된 전력 소비 측면에서 새롭고 개선된 실리콘 반도체 칩 세대를 지칭하는 마케팅 용어로 사용된다. 3 nm 노드를 정의하는 숫자에 대해 다양한 제조업체 간에 산업 전반의 합의는 없다. 일반적으로 칩 제조업체는 비교를 위해 자체 이전 공정 노드(이 경우 5 nm 노드)를 참조한다. 예를 들어, TSMC는 3 nm FinFET 칩이 동일한 속도에서 전력 소비를 25~30% 줄이고, 동일한 전력량에서 속도를 10~15% 높이며, 이전 5 nm FinFET 칩에 비해 트랜지스터 밀도를 약 33% 증가시킬 것이라고 밝혔다. 반면, 삼성은 3 nm 공정이 이전 5 nm 공정에 비해 전력 소비를 45% 줄이고, 성능을 23% 향상시키며, 표면적을 16% 줄일 것이라고 밝혔다. EUV 리소그래피는 3 nm에서 멀티패터닝의 필수적인 사용으로 이어지는 새로운 도전에 직면한다.
연구 및 기술 데모.
2003년, NEC의 연구팀은 PMOS 논리 및 NMOS 논리 공정을 사용하여 채널 길이 3 nm의 최초 MOSFET을 제작했다. 2006년, 한국과학기술원(KAIST)과 국립 나노팹 센터의 한 팀은 게이트 올 어라운드(GAAFET) 기술을 기반으로 한 세계에서 가장 작은 나노일렉트로닉스 장치인 3 nm 폭의 멀티게이트 MOSFET을 개발했다.
상업화 역사.
2016년 후반, TSMC는 약 157억 달러의 공동 투자를 통해 5 nm–3 nm 노드 파운드리를 건설할 계획을 발표했다.
2017년, TSMC는 대만의 타이난 과학 공원에 3 nm 파운드리 건설을 시작할 것이라고 발표했다. TSMC는 2023년에 3 nm 공정 노드의 양산을 시작할 계획이다.
2018년 초, IMEC와 케이던스는 극자외선 리소그래피(EUV)와 193 nm 액침 노광을 사용하여 3 nm 테스트 칩을 테이프 아웃했다고 밝혔다.
2019년 초, 삼성은 나노시트를 사용하는 자체 MBCFET 트랜지스터 구조를 사용하여 2021년에 3 nm 노드에서 3 nm GAAFET(게이트 올 어라운드 장효과 트랜지스터)를 제조할 계획을 발표했다. 이는 7 nm에 비해 35%의 성능 향상, 50%의 전력 감소 및 45%의 면적 감소를 제공한다. 삼성의 반도체 제조 로드맵에는 8, 7, 6, 5, 4 nm 노드 제품도 포함되었다.
2019년 12월, 인텔은 2025년에 3 nm 생산을 계획한다고 발표했다.
2020년 1월, 삼성은 세계 최초의 3 nm GAAFET 공정 시제품 생산을 발표했으며, 2021년에 대량 생산을 목표로 한다고 밝혔다.
2020년 8월, TSMC는 N5 공정을 개선한 것이 아니라 새로운 "N3" 공정의 세부 사항을 발표했다. N3 공정은 N5 공정에 비해 성능이 10~15%(1.10~1.15배) 증가하거나 전력 소비가 25~35%(1.25~1.35배) 감소하며, 논리 밀도는 1.7배 증가(스케일링 팩터 0.58), SRAM 셀 밀도는 20% 증가(스케일링 팩터 0.8), 아날로그 회로 밀도는 10% 증가할 것으로 예상된다. 많은 설계에 논리보다 훨씬 많은 SRAM(일반적인 비율은 SRAM 70%, 논리 30%)이 포함되어 있으므로, 다이 축소는 약 26%에 불과할 것으로 예상된다. TSMC는 2022년 하반기에 양산을 계획하고 있었다.
2021년 7월, 인텔은 새로운 공정 기술 로드맵을 발표했다. 이에 따르면 인텔 3 공정(이전에는 인텔 7+로 명명)은 회사의 두 번째 EUV 사용 노드이며, 인텔의 RibbonFET 트랜지스터 아키텍처로 전환하기 전 마지막 FinFET 사용 노드로, 2023년 하반기에 제품 제조 단계에 진입할 예정이다.
2021년 10월, 삼성은 이전 계획을 조정하여 2022년 상반기에 3 nm 기반 칩 설계를 양산하기 시작할 예정이며, 3 nm의 2세대는 2023년에 나올 것으로 예상한다고 발표했다.
2022년 6월, TSMC 기술 심포지엄에서 회사는 2023년 하반기 양산 예정인 N3E 공정 기술의 세부 사항을 공개했다. 이는 TSMC N5 v1.0 공정 기술에 비해 1.6배 높은 논리 트랜지스터 밀도, 1.3배 높은 칩 트랜지스터 밀도, 동일 전력에서 10~15% 높은 성능 또는 동일 성능에서 30~35% 낮은 전력 소모, 그리고 블록 내에서 트랙 높이가 다른 라이브러리를 혼합할 수 있는 FinFLEX 기술 등을 제공한다. TSMC는 또한 3 nm 공정 제품군의 새로운 멤버인 고밀도 변형 N3S, 고성능 변형 N3P 및 N3X, RF 애플리케이션용 N3RF를 소개했다.
2022년 6월, 삼성은 GAA 아키텍처를 적용한 3 nm 공정 기술을 사용하여 저전력, 고성능 칩의 "초기" 생산을 시작했다. 산업 소식통에 따르면, 퀄컴은 삼성으로부터 3 nm 생산 능력의 일부를 예약했다.
2022년 7월 25일, 삼성은 중국 암호화폐 채굴 회사 PanSemi에 3 nm GAA 칩의 첫 출하를 축하했다. 새로 도입된 3 nm MBCFET 공정 기술은 불특정 5 nm 공정 기술에 비해 16% 높은 트랜지스터 밀도, 23% 높은 성능 또는 45% 낮은 전력 소모를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 2세대 3 nm 공정 기술의 목표는 최대 35% 높은 트랜지스터 밀도, 전력 소모를 최대 50%까지 추가로 줄이거나 성능을 30%까지 높이는 것이다.
2022년 12월 29일, TSMC는 3 nm 공정 기술 N3를 사용한 양산이 양호한 수율로 진행 중이라고 발표했다. 회사는 2023년 하반기에 N3E라고 불리는 개선된 3 nm 공정 기술을 사용하여 대량 생산을 시작할 계획이다.
2022년 12월 IEDM 2022 콘퍼런스에서 TSMC는 3 nm 공정 기술에 대한 몇 가지 세부 사항을 공개했다. N3의 접촉 게이트 피치는 45 nm, N3E의 최소 금속 피치는 23 nm이며, SRAM 셀 면적은 N3의 경우 0.0199 μm2, N3E의 경우 0.021 μm2(N5와 동일)이다. N3E 공정의 경우, 설계에 사용된 셀의 핀 수에 따라 N5 2-2 핀 셀과 비교하여 면적 스케일링은 0.64배에서 0.85배까지, 성능 향상은 11%에서 32%까지, 에너지 절약은 12%에서 30%까지이다(수치는 Cortex-A72 코어를 기준으로 함). TSMC의 FinFlex 기술은 단일 칩 내에서 핀 수가 다른 셀을 혼합하여 사용할 수 있게 한다.
IEDM 2022에서 발표한 반도체 산업 전문가 딕 제임스는 TSMC의 3 nm 공정이 핀 높이, 게이트 길이 및 트랜지스터당 핀 수(단일 핀)에 한계에 도달했기 때문에 점진적인 개선만을 제공한다고 언급했다. 단일 확산 차단, 활성 게이트 위 접촉 및 FinFlex와 같은 기능이 구현된 후에는 FinFET 기반 공정 기술의 개선 여지가 없을 것이다.
2023년 4월, TSMC는 기술 심포지엄에서 이전에 도입했던 N3P 및 N3X 공정에 대한 세부 정보를 공개했다. N3P는 N3E에 비해 5% 더 빠른 속도 또는 5–10% 낮은 전력 및 1.04배 높은 "칩 밀도"를 제공하며, N3X는 N3P와 동일한 밀도를 유지하면서 약 3.5배 높은 누설 전류를 대가로 5% 속도 향상을 제공한다. N3P는 2024년 하반기에 양산에 들어갈 예정이며, N3X는 2025년에 뒤따를 것이다.
2023년 7월, 반도체 산업 연구 회사 테크인사이츠는 삼성의 3 nm GAA(게이트 올 어라운드) 공정이 중국 제조업체 마이크로비티의 암호화폐 채굴 ASIC(Whatsminer M56S++)에 적용된 것을 확인했다고 밝혔다.
2023년 9월 7일, 미디어텍과 TSMC는 미디어텍이 첫 3 nm 칩을 개발했으며, 2024년에 대량 생산을 시작할 예정이라고 발표했다.
2025년 5월 22일, 샤오미는 샤오미 15S Pro 폰과 샤오미 패드 7 울트라에 탑재된 자사의 첫 3 nm 칩 XRING O1을 발표했으며, 이는 TSMC N3E 공정으로 대량 생산될 예정이다.
반도체 제조에서 국제반도체기술 로드맵(ITRS)은 "10 나노미터 공정"을 "14 nm" 노드 다음의 MOSFET 기술 노드로 정의한다.
적어도 1997년 이후로 "공정 노드"는 순전히 마케팅 목적으로 명명되었으며, 집적 회로의 크기와는 아무런 관련이 없다. "10nm" 소자에서 게이트 길이, 금속 피치 또는 게이트 피치 어느 것도 10 나노미터가 아니다. 예를 들어, 글로벌파운드리스의 "7 nm" 공정은 인텔의 "10 nm" 공정과 치수적으로 유사하다. TSMC와 삼성의 "10 nm" 공정은 트랜지스터 밀도 면에서 인텔의 "14 nm" 공정과 "10 nm" 공정 사이에 있다. 트랜지스터 밀도(제곱 밀리미터당 트랜지스터 수)는 트랜지스터 크기보다 더 중요하다. 왜냐하면 더 작은 트랜지스터가 더 이상 반드시 성능 향상이나 트랜지스터 수 증가를 의미하지 않기 때문이다.
모든 생산 "10 nm" 공정은 FinFET(핀 전계 효과 트랜지스터) 기술을 기반으로 하며, 이는 평면 규소 CMOS 기술의 비평면적 진화인 멀티게이트 MOSFET 기술의 한 유형이다. 삼성은 2013년에 멀티 레벨 셀(MLC) 플래시 메모리 칩을 위한 "10 nm급" 칩 생산을 시작했으며, 이어서 2016년에는 10 nm 공정을 사용하는 SoC를 생산했다. TSMC는 2016년에 "10 nm" 칩의 상업적 생산을 시작했으며, 인텔은 이후 2018년에 "10nm" 칩 생산을 시작했다.
ITRS의 이 기술 노드에 대한 원래 명칭은 "11 nm"였다. 2007년 로드맵에 따르면, 2022년까지 DRAM의 하프 피치(즉, 배열에서 동일한 특징 간 거리의 절반)는 11 nm로 예측되었다.
2008년, 당시 인텔의 최고기술책임자였던 팻 겔싱어는 인텔이 "10 nm" 노드에 대한 '명확한 경로'를 보고 있다고 말했다.
2011년, 삼성은 다음 해에 "10nm" 공정을 도입할 계획을 발표했다. 2012년, 삼성은 "10nm" 공정을 사용하여 생산되는 eMMC 플래시 메모리 칩을 발표했다.
2018년 현재, 일반적으로 이해되는 "10 nm"는 삼성에서만 대량 생산되고 있었다. 글로벌파운드리스는 "10 nm"를 건너뛰었고, 인텔은 수율 문제로 아직 "10 nm" 대량 생산을 시작하지 않았으며, TSMC는 "10 nm"를 단명할 노드로 간주하여 주로 2017년부터 2018년까지 애플용 프로세서에 전념하고 2018년에는 "7 nm"로 넘어갔다.
또한 파운드리가 마케팅하는 "10 nm"와 DRAM 회사가 마케팅하는 "10 nm" 사이에는 구별이 필요하다.
기술 생산 역사.
2013년 4월, 삼성은 "10nm급" 공정을 사용하여 멀티 레벨 셀(MLC) 플래시 메모리 칩의 대량생산을 시작했다고 발표했다. 탐스 하드웨어에 따르면, 삼성은 이를 "10-nm와 20-nm 사이의 공정 기술 노드"로 정의했다. 2016년 10월 17일, 삼성전자는 "10 nm"로 SoC 칩의 대량 생산을 발표했다. 당시 이 기술의 주요 발표된 과제는 금속층을 위한 트리플 패터닝이었다.
TSMC는 2016년 초에 "10 nm" 칩의 상업적 생산을 시작했으며, 2017년 초에 대량 생산으로 전환했다.
2017년 4월 21일, 삼성은 자사의 "10 nm" 프로세서 버전을 사용한 갤럭시 S8 스마트폰을 출하하기 시작했다. 2017년 6월 12일, 애플은 TSMC에서 생산된 "10 nm" FinFET 공정을 사용한 애플 A10X 칩으로 구동되는 2세대 아이패드 프로 태블릿을 출시했다.
2017년 9월 12일, 애플은 TSMC에서 "10 nm" FinFET 공정으로 제조된 64비트 ARM 기반 시스템 온 칩, 애플 A11을 발표했다. 이 칩은 87.66 mm2 다이에 43억 개의 트랜지스터를 포함한다.
2018년 4월, 인텔은 "10 nm" 주류 CPU의 대량 생산이 2019년 언젠가로 지연될 것이라고 발표했다. 7월에는 정확한 시기가 휴가 시즌으로 더 구체화되었다. 그러나 그 동안 그들은 저전력 "10 nm" 모바일 칩을 출시했지만, 중국 시장 전용이었고 칩의 대부분이 비활성화되었다.
2018년 6월 VLSI 2018에서 삼성은 "11LPP"와 "8LPP" 공정을 발표했다. "11LPP"는 삼성 "14 nm" 및 "10 nm" 기술을 기반으로 한 하이브리드였다. "11LPP"는 "14LPP"와 같은 "20 nm" BEOL이 아니라 "10 nm" BEOL을 기반으로 했다. "8LPP"는 "10LPP" 공정을 기반으로 했다.
엔비디아는 2020년 9월 지포스 30 시리즈 GPU를 출시했다. 당시 이들은 삼성의 "8 nm" 공정의 맞춤형 버전인 "삼성 8N"으로 만들어졌으며, 트랜지스터 밀도는 44.56 제곱밀리미터당 백만 트랜지스터였다.
파운드리.
트랜지스터 게이트 피치는 CPP(contacted poly pitch)라고도 하며 인터커넥트 피치는 MMP(minimum metal pitch)라고도 한다. 삼성은 "10 nm" 공정이 64 nm 트랜지스터 게이트 피치와 48 nm 인터커넥트 피치를 가진다고 보고했다. TSMC는 "10 nm" 공정이 64 nm 트랜지스터 게이트 피치와 42 nm 인터커넥트 피치를 가진다고 보고했다. Tech Insights의 추가 조사 결과 이 값들조차도 거짓으로 밝혀져 이에 따라 업데이트되었다. 또한, 삼성의 "10 nm" 공정의 트랜지스터 핀 높이는 SEMICON Taiwan 2017에서 MSSCORPS CO에 의해 업데이트되었다. 글로벌파운드리스는 "10 nm" 노드가 단명할 것이라고 믿었기 때문에 개발하지 않기로 결정했다. 삼성의 "8 nm" 공정은 당시 회사의 마지막 DUV 리소그래피 전용 공정이었다.
DRAM "10 nm 급".
DRAM 산업에서 "10 nm급"이라는 용어가 자주 사용되며, 이 치수는 일반적으로 활성 영역의 하프 피치를 나타낸다. "10 nm" 파운드리 구조는 일반적으로 훨씬 더 크다.
일반적으로 "10 nm급"은 10-19 nm 특징 크기를 가진 DRAM을 의미하며, 에 처음 도입되었다. 2020년 현재 "10 nm급" DRAM은 세 가지 세대가 있다: 1x nm (19-17 nm, 1세대); 1y nm (16-14 nm, 2세대); 그리고 1z nm (13-11 nm, 3세대). 3세대 "1z" DRAM은 삼성에 의해 에 처음 도입되었으며, 처음에는 EUV 리소그래피를 사용하지 않고 ArF 리소그래피를 사용하여 생산될 것이라고 명시되었다. 후속 생산에서는 EUV 리소그래피를 사용했다.
1z를 넘어 삼성은 다음 노드(4세대 "10 nm급") DRAM을 "D1a"(당시 2021년에 생산될 것으로 예상됨)로 명명했으며, 그 다음은 "D1b"(당시 2022년에 생산될 것으로 예상됨)로 명명했다. 반면 마이크론은 후속 "노드"를 "D1α"와 "D1β"로 언급했다. 마이크론은 2021년 초에 1α급 DRAM의 대량 출하를 발표했다.
6 μm 공정(6 마이크로미터)은 인텔과 같은 회사들이 1974년경에 도달한 반도체 공정 기술 수준이다.
6 μm 공정은 신뢰할 수 있게 생산될 수 있는 최소 크기를 나타낸다. 이 공정으로 만들어진 칩의 가장 작은 트랜지스터 및 기타 회로 요소는 약 6 마이크로미터 너비였다.
"28 nm" 리소그래피 공정은 "32 nm" 리소그래피 공정의 다이 슈링크를 기반으로 하는 하프 노드 반도체 제조 공정이다. 2010년에 생산에 도입되었다.
적어도 1997년 이후 "공정 노드"는 순전히 마케팅 목적으로 명명되었으며, 집적 회로의 크기와 직접적인 관련이 없다. "28nm" 소자의 게이트 길이, 금속 피치 또는 게이트 피치 중 어느 것도 28 나노미터가 아니다.
타이완 반도체 제조 회사는 하이-K 금속 게이트 공정 기술을 사용하여 "28 nm" 생산을 제공했다.
글로벌파운드리스는 하이-K 금속 게이트 기술을 사용하는 "28SLPe"("28nm 슈퍼 저전력") 파운드리 공정이라고 불리는 "28nm" 파운드리 공정을 제공한다.
소피 윌슨의 2016년 발표에 따르면, 28nm는 로직 게이트당 가장 낮은 비용을 가지고 있다. 공정이 축소됨에 따라 게이트당 비용은 28nm에 도달할 때까지 감소했으며, 그 이후로는 서서히 증가했다.
"28nm"는 제조 신뢰성을 보장하기 위해 "80nm"보다 두 배 많은 설계 규칙을 필요로 한다.
출하된 기기.
AMD의 라데온 HD 7970은 "28nm" 공정을 사용하여 제조된 그래픽 처리 장치를 사용한다.
일부 PS3 모델은 "28nm" 공정을 사용하여 제조된 RSX '리얼리티 신시사이저' 칩을 사용한다.
"28nm" 공정 기술로 생산된 FPGA에는 자일링스 아틱스 7 FPGA 및 알테라 사이클론 V FPGA 모델이 포함된다.
반도체 제조에서 "'1 nm 공정'"은 "2 nm" 공정 노드에 이어 MOSFET(금속-산화물-반도체 전계효과 트랜지스터) 스케일링의 다음 중요한 이정표를 나타낸다. 이는 성능 향상, 트랜지스터 밀도 증가, 전력 소비 감소에 필수적이었던 집적 회로(IC) 기술의 소형화 추세를 이어간다.
"1 나노미터"라는 용어는 트랜지스터의 실제 물리적 특징(예: 게이트 길이, 금속 피치 또는 게이트 피치)과는 관련이 없다. 전기전자공학회(IEEE)에서 발행한 국제 장치 및 시스템 로드맵(International Roadmap for Devices and Systems) 2021년 업데이트에 포함된 예측에 따르면, "1 nm 노드 범위 레이블"은 42 나노미터의 접촉 게이트 피치와 16 나노미터의 가장 조밀한 금속 피치를 가질 것으로 예상된다. 최초의 1 nm 칩은 2027년에 출시될 것으로 예상된다.
2008년, 영국 연구원들은 한 원자 두께, 10개 원자 너비의 트랜지스터를 만들었다. 이는 미래 컴퓨팅의 기반으로 언젠가 실리콘을 대체할 것으로 예측되는 그래핀에서 잘라낸 것이다. 그래핀은 벌집 모양으로 배열된 평평한 탄소 시트로 만들어진 재료이며, 유력한 후보이다. 영국 맨체스터 대학교의 한 팀은 이를 사용하여 지금까지 만들어진 가장 작은 트랜지스터 중 일부를 만들었다. 이 장치는 단지 1 nm 크기이며 몇 개의 탄소 고리만을 포함한다.
2016년, 로런스 버클리 국립연구소의 연구원들은 작동하는 1나노미터 게이트를 가진 트랜지스터를 만들었다. 이 전계 효과 트랜지스터는 채널 재료로 MoS2를 사용했으며, 탄소 나노튜브는 채널을 반전시키는 데 사용되었다. 유효 채널 길이는 약 1 nm이다. 그러나 드레인-소스 피치는 훨씬 더 커서 마이크로미터 크기였다.
연구 및 기술 시연.
2012년에는 실리콘 표면에 결합된 인 원자(두 개의 상당히 큰 전극 사이)를 사용하여 단일 원자 트랜지스터가 제작되었다. 이 트랜지스터는 180 pm 트랜지스터(인의 반데르발스 반지름)라고 할 수 있지만, 실리콘에 결합된 공유 반지름은 더 작을 가능성이 높다. 이보다 더 작은 트랜지스터를 만들려면 더 작은 원자 반지름을 가진 원소를 사용하거나 전자나 양성자와 같은 아원자 입자를 기능성 트랜지스터로 사용해야 한다.
2018년, 카를스루에 공과대학교의 연구원들은 작동하는 단일 원자 게이트를 가진 트랜지스터를 만들었다.
2024년 7월, 한국 기초과학연구원(IBS)의 반데르발스 양자 고체 연구단 조문호 단장이 이끄는 팀은 실리콘 기판 위에 1nm 미만의 너비를 가진 1차원(1D) 금속 재료의 에피택셜 성장 방법을 개발했다. 이 공정은 이러한 1D 금속을 게이트 전극으로 사용하여 2차원(2D) 반도체 논리 회로의 새로운 구조를 구축하는 데 활용되었다. IEEE의 국제 장치 및 시스템 로드맵(IRDS)은 반도체 노드 기술이 2037년경에 약 0.5nm에 도달하고 트랜지스터 게이트 길이가 약 12nm가 될 것으로 예상한다. 그러나 IBS 연구팀은 1D MTB 게이트의 전기장에 의해 변조되는 채널 폭이 3.9nm만큼 작을 수 있음을 입증하여 이러한 예측을 능가했다.
2025년 4월, 푸단 대학의 바오 원종 교수와 저우 펑 교수가 이끄는 팀은 2차원 반도체를 사용하여 1nm RISC-V 칩을 성공적으로 만들었다고 발표했다.
호도그래프(Hodograph)는 물체나 유체의 움직임을 벡터적으로 시각화한 다이어그램이다. 이것은 한쪽 끝이 고정된 가변 벡터의 자취이다. 이러한 다이어그램에 그려진 모든 데이터의 위치는 움직이는 입자의 속도에 비례한다. 이것은 또한 속도 다이어그램이라고도 불린다. 제임스 브래들리에 의해 사용된 것으로 보이지만, 실제적인 개발은 주로 윌리엄 로언 해밀턴 경에 의해 이루어졌으며, 그는 1846년 왕립 아일랜드 학회 회보에 그에 대한 설명을 발표했다.
이것은 물리학, 천문학, 고체역학 및 유체역학에서 재료의 변형, 행성의 움직임 또는 물체 여러 부분의 속도를 포함하는 기타 데이터를 그리는 데 사용된다.
기상학에서 호도그래프는 지구 대기의 탐측으로부터 바람을 그리는 데 사용된다. 이것은 바람의 방향이 중심축으로부터의 각도로 표시되고 그 세기가 중심으로부터의 거리로 표시되는 극좌표 다이어그램이다. 오른쪽 그림에서 아래쪽에는 지상으로부터 4가지 높이의 바람 값이 있다. 이것들은 벡터 formula_1부터 formula_2로 그려진다. 방향은 오른쪽 상단에 언급된 대로 그려진다는 점에 유의해야 한다.
호도그래프와 테피그램과 같은 열역학 다이어그램을 통해 기상학자들은 다음을 계산할 수 있다.
분포 호도그래프.
이것은 평면 운동에서 점의 속도장을 나타내는 방법이다. 축척에 맞게 그려진 속도 벡터는 점 경로에 접선이 아닌 수직으로 표시되며, 일반적으로 경로의 곡률 중심에서 멀리 떨어진 방향으로 향한다.
호도그래프 변환.
호도그래프 변환은 비선형 편미분 방정식을 선형 버전으로 변환하는 데 사용되는 기술이다. 이는 선형성을 얻기 위해 방정식에서 종속 변수와 독립 변수를 교환하는 것으로 구성된다.
펙톨라이트(Pectolite)는 흰색에서 회색을 띠는 NaCa2Si3O8(OH)의 광물로, 나트륨 칼슘 수산화물 이노규산염이다. 삼사정계로 결정화되며 일반적으로 방사상 또는 섬유상 결정 덩어리로 나타난다. 모스 굳기는 4.5에서 5이며, 비중은 2.7에서 2.9이다. 라리마라고 알려진 매우 인기 있는 품종은 옅은 하늘색을 띤다. 알래스카에서 발견되는 이 광물의 흰색 형태는 때때로 '알래스카 옥'으로 판매되기도 한다.
1828년 이탈리아 트렌토 주 발도 산에서 처음 기술되었으며, 그리스어 pektos – "뭉쳐진"과 lithos – "돌"에서 이름을 따왔다.
네펠린 섬장암 내의 일차 광물로, 현무암 및 휘록암의 열수 공동에서, 그리고 제올라이트, 다톨라이트, 프레나이트, 방해석 및 사문석과 연관되어 사문암에서 산출된다. 전 세계적으로 다양한 위치에서 발견된다.
알루미나이트(Aluminite)는 화학식 Al2SO4(OH)4·7H2O를 가지는 수화 알루미늄 황산염 광물이다. 흙빛의 흰색에서 회백색을 띠는 단사정계 광물로 거의 결정 형태를 나타내지 않는다. 덩어리진 유방상 점토와 같은 덩어리를 형성한다. 모스 굳기는 1–2로 매우 부드럽고, 비중은 1.66–1.82이다.
점토와 갈탄 퇴적물에서 황철석과 마카사이트의 산화 생성물과 함께 알루미늄 실리케이트 형태로 형성된다. 또한 화산 승화물, 천연 황 퇴적물, 드물게는 동굴에서도 발견된다. 바살루미나이트, 깁사이트, 엡솜염, 석고, 천청석, 백운암, 침철석과 관련하여 산출된다.
1807년 독일 작센안할트주 할레에서 처음 기술되었으며, 알루미늄 함량 때문에 이름이 붙여졌다. 또한 앨리 스톤, 할라이트, 웹스터라이트(오크니 제도의 지질학자 토머스 웹스터의 이름을 따서 명명됨)로도 알려져 있다.
알루미나이트는 타일 및 석공 작업자가 모르타르의 경화 시간을 줄이는 데 사용한다.
쇼트키 효과(Schottky effect) 또는 전계 강화 열전자 방출은 발터 H. 쇼트키의 이름을 따서 명명된 응집물질물리학 현상이다. 전자 방출 장치, 특히 전자총에서 열전자 방출기는 주변 환경에 비해 음의 바이어스를 갖게 된다. 이로 인해 방출기 표면에 크기 F의 전기장이 생성된다. 전기장이 없을 때, 탈출하는 페르미 준위 전자가 보는 표면 장벽은 국부 일함수와 같은 높이 W를 갖는다. 전기장은 표면 장벽을 ΔW만큼 낮추고 방출 전류를 증가시킨다. 이는 W를 (W − ΔW)로 대체하여 리처드슨 방정식을 간단히 수정함으로써 모델링할 수 있다. 이는 다음 방정식을 제공한다.
여기서 J는 방출 전류 밀도, T는 금속의 온도, W는 금속의 일함수, k는 볼츠만 상수, qe는 기본 전하, ε0는 진공 유전율, 그리고 AG는 범용 상수 A0와 일반적으로 0.5 정도인 재료별 보정 계수 λR의 곱이다. 이 표현은 때때로 formula_3로 쓰여지며, 이 경우 formula_4는 전압으로 표현된다.
이 수정된 방정식이 적용되는 전계 및 온도 영역에서 발생하는 전자 방출을 종종 쇼트키 방출이라고 부른다. 이 방정식은 약 108 V m−1 미만의 전기장 세기에 대해 비교적 정확하다. 108 V m−1보다 높은 전기장 세기에서는 소위 파울러-노르드하임 (FN) 터널링이 상당한 방출 전류에 기여하기 시작한다. 이 영역에서 전계 강화 열전자 및 전계 방출의 결합 효과는 열전계 (T-F) 방출에 대한 머피-굿 방정식으로 모델링할 수 있다. 더 높은 전계에서는 FN 터널링이 지배적인 전자 방출 메커니즘이 되며, 방출기는 소위 "냉 전계 전자 방출 (CFE)" 영역에서 작동한다.
열전자 방출은 빛과 같은 다른 형태의 여기와의 상호작용에 의해서도 강화될 수 있다. 예를 들어, 열전자 변환기 내의 여기된 세슘 증기는 세슘-리드베리 물질 클러스터를 형성하여 집전체 방출 일함수를 1.5 eV에서 1.0–0.7 eV로 감소시킨다. 리드베리 물질의 긴 수명 특성으로 인해 이 낮은 일함수가 계속 낮게 유지되어 저온 변환기의 효율성을 본질적으로 증가시킨다.
크로신(Crocin)은 크로커스와 치자나무 꽃에서 발견되는 카로티노이드 화학 화합물이다. 산소 함량으로 인해 화학적으로 잔텐이기도 하다. 크로신은 사프란의 색을 결정하는 주요 화학 물질이다.
화학적으로 크로신은 이당류 겐티오비오스와 가지사슬 이카르복실산 크로세틴으로 형성된 다이에스터이다. 순수한 화학 화합물로 분리하면 짙은 붉은색을 띠며, 녹는점이 186 °C인 결정을 형성한다. 물에 녹이면 오렌지색 용액을 이룬다.
크로신이라는 용어는 또한 크로세틴의 모노글리코실 또는 디글리코실 폴리엔 에스터인 관련 친수성 카로티노이드 계열의 구성원을 지칭할 수도 있다. 사프란의 향을 내는 크로신은 α-크로신(건조 사프란 질량의 10% 이상을 차지할 수 있는 카로티노이드 색소)으로, 트랜스-크로세틴 다이-(β-D-겐티오비오실) 에스터이다. 이는 계통 (IUPAC) 명칭 8,8-다이아포-8,8-카로텐산으로 불린다.
사프란의 주요 활성 성분은 분자 양 끝에 겐티오비오스(이당류) 그룹을 포함하는 노란색 색소 크로신 2이다(다른 글리코실화를 가진 세 가지 유도체가 알려져 있다). 사프란의 다섯 가지 주요 생물학적 활성 성분, 즉 네 가지 크로신과 크로세틴은 HPLC-UV로 측정할 수 있다.
경구 섭취된 크로신은 장에서 크로세틴으로 가수분해되어 장 장벽을 통해 흡수되며, 이 크로세틴은 혈액뇌장벽을 투과할 수 있다.
크로신은 항산화 물질 및 신경 보호제로 밝혀졌다. 크로신은 Nrf2, HO-1, 그리고 CAT, GSH, SOD와 같은 항산화 효소의 유전자 발현을 강화하여 산화 스트레스와 활성 산소를 줄일 수 있다.
크로신과 그 유도체 크로세틴은 산화 스트레스, 미토콘드리아 기능 장애 및 신경염증을 상쇄할 수 있는데, 이는 알츠하이머병 및 파킨슨병과 같은 주요 뇌 질환의 시작 및 진행과 밀접하게 관련되어 있다.
말라티온 유발 파킨슨병 동물 모델에서 크로신은 항세포사멸 활성을 통해 말라티온의 신경독성 효과를 감소시켰고, 파킨슨병 발병에 관련된 단백질의 발현을 조절했다.
크로신은 GSK3β 및 ERK1/2 키나아제의 활성 형태를 억제하여 타우 인산화를 현저히 감소시키고, 따라서 알츠하이머병 발병의 핵심 분자 경로를 억제할 수 있다.
크로신은 생쥐와 사람에게서 항우울 특성을 보인다.
크로신은 또한 시험관내에서 암세포에 대한 항증식 작용을 보였다. 그리고 생체 내에서도 나타났다.
크로신은 PI3K/AKT/mTOR, MAPK, VEGF, Wnt/β-catenin, 및 JAK-STAT 억제를 통해 항증식 특성을 갖는다. 또한, Nrf2 및 p53 신호 경로 활성화는 크로신의 항증식 효과에 효과적일 수 있다.
수컷 쥐에게 매우 높은 용량의 크로신을 투여했을 때 춘약 특성이 관찰되었다.
망막 질환.
새롭게 나타나는 증거들은 망막 조직에서 크로신의 세포 보호, 항산화 및 항염증 잠재력을 강조하며, 이는 크로신이 시력과 눈 건강을 향상시키는 유망한 후보임을 보여준다. 그럼에도 불구하고, 대부분의 연구가 주로 동물 모델에 초점을 맞추었으며, 눈 건강 및 관련 질병 해결에 있어 크로신의 이점을 확실히 확립할 강력한 임상 데이터가 부족하다는 점을 유의해야 한다.
메트알데하이드(Metaldehyde)는 화학식 ()을 갖는 유기 화합물이다. 이것은 민달팽이와 달팽이에 대한 농약으로 사용된다. 이것은 아세트알데하이드의 고리형 사량체이다.
생산 및 특성.
메트알데하이드는 인화성이 있고 다량 섭취 시 독성이 있으며 피부와 눈에 자극을 준다. 이것은 멘톨 냄새가 나는 흰색 결정성 물질이다.
메트알데하이드는 냉각된 무기산으로 아세트알데하이드를 처리하여 중간 수율로 얻어진다. 액체 삼량체인 파라알데하이드도 얻어진다. 이 반응은 가역적이며, 약 80°C로 가열하면 메트알데하이드와 파라알데하이드는 아세트알데하이드로 되돌아간다.
메트알데하이드는 8원 고리의 메틸기들의 상대적 방향에 따라 다른 4가지 입체 이성질체의 혼합물로 존재한다. 이 입체 이성질체들은 각각 C (대칭 차수 2), C (차수 4), D (차수 8), C (차수 8)의 분자 대칭을 갖는다. 모두 적어도 하나의 반사면을 가지므로, 그들 중 어느 것도 카이랄이 아니다.
농약으로.
이것은 안티밀리스, 아리오톡스, 블리쳄 (호주), 세쿠메타, 데드라인, 디펜더 (호주), 할리잔, 리마사이드, 리마톡스, 리메올, 메타, 메타손, 미파슬러그, 나메킬, 슬러그 페스트, 슬러그잇 등 다양한 상호로 연체동물 살충제로 판매된다. 일반적으로 과립 형태로 적용되지만 액체 스프레이, 과립, 페이스트 또는 분말 형태로도 발견된다. 종종 농약에는 해충을 유인하기 위해 밀기울이나 당밀이 포함되어 있어 반려동물에게도 매력적이다.
메트알데하이드는 접촉 또는 섭취를 통해 해충에 효과를 내며, 연체동물의 점액 생성을 제한하여 탈수에 취약하게 만든다.
메트알데하이드 제품은 플로리다주 마이애미-데이드 카운티의 침입성 아프리카 달팽이 개체군을 통제하는 데 사용되었다. 미국 환경보호국의 실험 사용 허가는 주거 지역에서의 사용량과 사용을 승인했다.
농업에서의 메트알데하이드 사용으로 인한 식수 오염 때문에, 2008년 "메트알데하이드 스튜어드십 그룹(MSG)"이라는 전문 조직이 설립되었다.
2018년 12월 19일, 영국 정부는 2020년 봄부터 메트알데하이드 민달팽이 알약의 야외 사용을 금지했다. 이 날짜 이후에는 영구 온실에서만 합법적으로 사용할 수 있었다. 2019년 7월, 런던 고등법원이 그 합법성에 대한 이의 제기에 동의하면서 금지 조치는 뒤집혔다. 메트알데하이드 알약은 2020년 9월 18일까지 영국 시장에 다시 출시되었다가, 영국 정부가 2022년 3월 31일 이후 메트알데하이드 민달팽이 알약의 야외 사용을 금지했다.
메트알데하이드는 원래 고체 연료로 개발되었다. 이것은 여전히 캠핑 연료, 군사 목적 또는 램프의 고체 연료로 사용된다. 작은 스토브에 사용하거나 프리머스형 스토브를 예열하는 데 사용할 수 있는 정제 형태로 구입할 수 있다. 스위스의 론자 그룹에서 "META"라는 상호로 판매되며, 일부 국가의 전투식량에 포함될 수 있다.
반려동물 및 인간에 대한 안전 및 독성.
메트알데하이드는 아세트알데하이드와 동일한 독성 프로필을 가지며, 50ppm 수준에서 경미한 독성과 호흡기 자극을 유발한다. 물 안전 측면에서, 강우 기간 동안 메트알데하이드 알약은 교란되어 자연 수로로 스며들 수 있다. 유럽 위원회는 음용수 중 메트알데하이드 수준을 0.1 μg/L로 제한한다.
메트알데하이드를 함유한 민달팽이 미끼는 개와 고양이에게 독성이 있고 자연 생태계를 교란시키기 때문에 일부 국가에서 금지되어 있다. 메트알데하이드 중독에 대한 해독제나 특정 치료 계획은 없다. 개와 고양이의 중독 증상은 다양하며 다른 물질에 의한 중독과 매우 유사하지만, 떨림, 침 흘림, 고열, 구토, 불안 등이 포함될 수 있다. 치료하지 않으면 증상은 며칠 내에 발작과 사망으로 진행된다. 증상의 심각성과 발병 속도는 섭취량과 흡수에 영향을 미치는 위 내용물에 따라 달라진다.
진단은 사과 사이다 식초 냄새가 나는 위 내용물 분석과 화학 물질 노출 이력을 통해 이루어질 수 있다. 치료에는 정맥 주사액, 진정제, 체온 낮추기, 숯으로 위 내용물 제거가 포함된다. 중독 후 신속하고 적극적인 치료를 받으면 2~3일 내에 완전히 회복될 수 있다.
이러한 독성 때문에 반려동물 주인은 철나트륨 EDTA 또는 황산 알루미늄과 같이 반려동물에게 독성이 덜한 대안을 찾아볼 수 있다. 메트알데하이드 알약은 사탕과 비슷하고 맛이 나쁘지 않아 어린이 또는 진정한 성질을 모르는 성인도 우발적으로 섭취할 수 있다. 전간기 동안 그 사용이 인기가 있었고 여러 중독 사례가 발생했다. 미끼에는 반려동물이나 어린이의 우발적인 섭취를 막기 위해 쓴맛 물질이 포함될 수 있다.
성인의 자살 시도에서 메트알데하이드 경구 섭취 사례가 보고되었다. 이들 중 대다수는 위장 또는 신경학적 증상을 겪었다. 우발적으로 메트알데하이드를 섭취한 사람들과 비교할 때, 자살을 시도한 사람들은 증상 (예: GABA 농도 감소로 인한 발작)을 보이는 경향이 있으며, 종종 중환자실에서의 치료 및 장기 입원을 필요로 한다.
엔아민(Enamine)은 알데하이드 또는 케톤과 이차 아민의 축합으로 생성된 불포화 화합물이다. 엔아민은 다양한 중간체이다.
"엔아민"이라는 단어는 알켄의 접미사로 사용되는 접두사 en-과 아민의 어근에서 파생되었다. 이는 알켄(en-)과 알코올(-ol)을 모두 포함하는 작용기인 엔올과 비교할 수 있다. 엔아민은 엔올의 질소 유사체로 간주된다.
만약 질소 치환체 중 하나 또는 둘 모두가 수소 원자이면, 그것은 이민의 호변 이성질체 형태이다. 이것은 보통 이민으로 재배열되지만, 몇 가지 예외가 있다(아닐린 등). 엔아민-이민 호변 이성질체는 케토-엔올 호변 이성질체와 유사하다고 볼 수 있다. 두 경우 모두 수소 원자가 헤테로원자(산소 또는 질소)와 두 번째 탄소 원자 사이에서 위치를 전환한다.
엔아민은 좋은 친핵체이자 좋은 염기이다. 탄소 기반 친핵체로서의 그들의 행동은 다음 공명 구조를 참고하여 설명된다.
엔아민은 상업적으로 이용 가능한 출발 시약으로부터 쉽게 생산될 수 있다. 일반적으로 엔아민은 이차 아민과의 α-수소를 포함하는 케톤 또는 알데하이드 종의 산 촉매 친핵 반응에 의해 생성된다. 반응하는 아민의 pKaH가 충분히 높다면(예: pKaH가 11.26인 피롤리딘), 산 촉매는 항상 필요한 것은 아니다. 그러나 반응하는 아민의 pKaH가 낮으면 첨가 단계와 탈수 단계 모두에 산 촉매가 필요하다 (일반적인 건조제에는 MgSO4와 Na2SO4가 포함된다). 1차 아민은 열역학적으로 더 안정한 이민 종이 우선적으로 형성되기 때문에 일반적으로 엔아민 합성에 사용되지 않는다. 메틸 케톤 자가 축합은 반응 혼합물에 TiCl4를 첨가하여(물을 제거제로 작용하게 함으로써) 피할 수 있는 부반응이다. 이차 아민과 알데하이드가 카비놀아민 중간체를 통해 엔아민을 형성하는 예시는 다음과 같다:
엑스선결정학으로 나타난 바와 같이, 엔아민의 부분은 거의 평면에 가깝다. 이러한 배열은 핵의 sp2 혼성화를 반영한다.
엔아민은 엔올보다 친핵성이 높지만, 여전히 선택적으로 반응하여 알킬화 반응에 유용하다. 엔아민 친핵체는 할로알칸을 공격하여 알킬화된 이미늄 염 중간체를 형성한 다음 가수분해되어 케톤(엔아민 합성의 출발 물질)을 재생성한다. 이 반응은 길버트 스토크가 개척했으며, 때로는 발명가의 이름을 따서 스토크 엔아민 알킬화라고도 불린다. 유사하게, 이 반응은 효과적인 아실화 수단으로 사용될 수 있다. 벤질, 알릴 할라이드를 포함한 다양한 알킬화제 및 아실화제가 이 반응에 사용될 수 있다.
엔아민 알킬화와 매우 유사한 반응에서 엔아민은 아실화될 수 있다. 이 아실화된 이민의 가수분해는 1,3-다이카보닐을 형성한다.
금속 엔아민.
리튬 아마이드와 같은 강한 염기는 이민을 탈양성자화하여 금속 엔아민을 형성하는 데 사용될 수 있다. 금속 엔아민은 친핵성(엔올레이트보다 친핵성이 높다) 때문에 합성적으로 유용하다는 것이 입증될 수 있다. 따라서 이들은 약한 친전자체와 더 잘 반응할 수 있다(예: 에폭사이드를 여는 데 사용될 수 있다.) 가장 두드러지게, 이러한 반응은 카이랄 중간 금속 엔아민으로의 변환을 통해 케톤의 비대칭 알킬화를 가능하게 했다.
할로겐화.
엔아민의 염소화 후 가수분해는 α-할로 유도체를 생성한다.
염소화 외에 브롬화 및 요오드화도 입증되었다.
산화적 짝지음.
엔아민은 질산세륨암모늄으로 처리함으로써 엔올 실란과 효율적으로 교차 짝지음될 수 있다. 아민 존재하에 알데하이드의 산화적 이합체화는 엔아민 형성 후에 최종 피롤 형성으로 진행된다. 이 대칭 피롤 합성 방법은 2010년에 지아(Jia) 그룹에 의해 개발되었으며, 피롤 함유 천연물 합성의 귀중한 새로운 경로이다.
고리화.
엔아민 화학은 로빈슨 고리화 반응의 한 번에 비대칭 버전을 생산하기 위해 구현되었다. 1935년 로버트 로빈슨이 발표한 로빈슨 고리화 반응은 케톤과 메틸 비닐 케톤(일반적으로 MVK로 약칭)을 결합하여 사이클로헥세논 융합 고리 시스템을 형성하는 염기 촉매 반응이다. 이 반응은 프롤린에 의해 촉매되어 카이랄 엔아민 중간체를 통해 진행될 수 있으며, 이는 좋은 입체 선택성을 제공한다. 이것은 특히 천연물 합성 분야에서 중요하며, 예를 들어 더 복잡한 생물학적 활성 분자의 중요한 구성 요소인 빌란트-미셔 케톤의 합성에 사용된다.
엔아민은 엔올보다 반응에 필요한 산/염기 활성화가 적은 친핵체로 작용한다. 이들은 더 적은 부반응으로 더 큰 선택성을 제공할 수 있다. 케톤 엔아민은 알데하이드 엔아민보다 반응성이 높다. 고리형 케톤 엔아민은 질소에서 최대 평면형 형태를 갖기 때문에 5원 고리가 가장 반응성이 높고, 5&gt;8&gt;6&gt;7(7원 고리가 가장 반응성이 낮다)의 반응성 경향을 따른다. 이 경향은 질소 비공유 전자쌍 오비탈의 p-성격 양에 기인하는데, p-성격이 높을수록 인접한 알켄 π-오비탈로의 전자가 풍부하여 친핵성이 높아진다. 유사하게, 질소 비공유 전자쌍이 아민 부분의 입체전자 상호작용에 참여하면, 비공유 전자쌍은 평면에서 벗어나고(피라미드형으로 됨) 인접한 π C-C 결합으로의 전자를 억제한다.
질소 중심의 입체/전자적 특성을 변경하는 것 외에도 온도, 용매, 다른 시약의 양, 친전자체의 종류를 변경하는 등 엔아민 반응성을 조절하는 많은 방법이 있다. 이러한 매개변수를 조정하면 E/Z 엔아민의 우선적 형성이 가능하며, 케톤 출발 물질로부터 더 많이/덜 치환된 엔아민의 형성에도 영향을 미친다.
자연은 알돌분해효소라고 불리는 효소를 사용하여 설탕을 처리(생성 및 분해)한다. 이 효소는 엔아민의 가역적 형성을 통해 작용한다.
플루오르인회석(Fluorapatite)은 화학식 Ca5(PO4)3F (플루오르인산 칼슘)을 가진 인산염 광물이다. 플루오르인회석은 단단한 결정질 고체이다. 샘플은 다양한 색상(녹색, 갈색, 파란색, 노란색, 보라색 또는 무색)을 가질 수 있지만, 순수한 광물은 전이 금속이 없는 물질에서 예상되는 바와 같이 무색이다. 수산화인회석과 함께 치아 법랑질의 구성 요소가 될 수 있으며, 특히 플루오린화 치약을 사용하는 사람들에게서 그러하다. 그러나 산업용으로는 두 광물 모두 주로 플루오르인회석으로 구성되지만 다른 광물도 상당량 포함하는 인광석 형태로 채굴된다.
플루오르인회석은 육방정계 결정계로 결정화된다. 생체 매트릭스에서는 종종 수산화인회석(Ca5(PO4)3OH 또는 Ca10(PO4)6(OH)2)과 고용체를 형성한다. 염소인회석(Ca5(PO4)3Cl)은 또 다른 관련 구조이다. 산업적으로 이 광물은 인산과 플루오린화 수소산의 중요한 공급원이다.
광물로서 플루오르인회석은 가장 흔한 인산염 광물이다. 이는 화성암과 칼슘이 풍부한 변성암에서 흔한 부수 광물로 널리 분포한다. 흔히 쇄설성 또는 속성작용 광물로 퇴적암에 존재하며 인광석 광상의 필수 구성 요소이다. 라테라이트 토양에서 잔류 광물로 나타난다.
플루오르인회석은 상어와 다른 물고기의 이빨에서 다양한 농도로 발견된다. 또한 수돗물 불소화 또는 플루오린화물 함유 치약 사용 등을 통해 플루오린화물 이온에 노출된 인간의 치아에도 존재한다. 플루오르인회석의 존재는 충치 또는 치아우식증을 예방하는 데 도움이 된다. 플루오르인회석은 또한 가벼운 정균 특성을 가지고 있어 충치와 관련된 주요 박테리아인 충치균의 증식을 줄이는 데 도움이 된다.
플루오르인회석은 3단계 공정으로 합성할 수 있다. 먼저, 중성 수소 이온 농도 지수에서 칼슘과 인산염 염을 결합하여 인산 칼슘이 생성된다. 이 물질은 플루오린화물 공급원(종종 일플루오르인산 나트륨 또는 플루오르화 칼슘(CaF2))과 추가로 반응하여 광물을 생성한다. 이 반응은 전 세계 인의 순환에서 필수적이다.
플루오르인회석은 인회석의 자연 발생 불순물로서, 황산에 의해 인회석이 분해될 때 인산 생산 과정에서 플루오린화 수소를 부산물로 생성한다. 플루오린화 수소 부산물은 이제 플루오린화 수소산의 산업적 공급원 중 하나이며, 이는 차례로 다양한 중요한 산업 및 제약 플루오린 화합물 합성을 위한 출발 시약으로 사용된다.
망가니즈-II와 안티모니-V를 도핑한 합성 플루오르인회석은 할로인광체로 불리는 2세대 형광등 인광체의 기초를 형성했다. 253.7 nm 수은 공명 방사선으로 조사되었을 때, 이들은 형광을 발하며 허용 가능한 백색 범위 내에서 넓은 방출을 보였다. 안티모니-V는 주 활성제로 작용하여 넓은 푸른색 방출을 생성했다. 망가니즈-II를 추가하면 안티모니 피크를 희생시키면서 방출 스펙트럼의 붉은색 끝에서 두 번째 넓은 피크가 나타났고, 비방사성 과정을 통해 안티모니에서 망가니즈로 여기 에너지가 전달되어 방출되는 빛이 덜 푸르고 더 분홍색으로 보이게 했다. 격자 내 일부 플루오린화물 이온을 염화물 이온으로 대체하면 방출 밴드가 스펙트럼의 더 긴 파장인 붉은색 끝으로 전반적으로 이동했다. 이러한 변화로 인해 온백색, 백색, 주광색 튜브(보정된 색 온도가 각각 2900, 4100, 6500 K)용 인광체를 만들 수 있었다. 망가니즈와 안티모니 활성제의 양은 0.05에서 0.5 몰 퍼센트 사이에서 다양하다.
할로인광체를 생성하는 데 사용되는 반응은 아래와 같다. 안티모니와 망가니즈는 제품이 형광성을 띠려면 올바른 미량으로 혼합되어야 한다.
때로는 칼슘의 일부가 스트론튬으로 치환되어 더 좁은 방출 피크를 생성하기도 했다. 특수 목적 또는 유색 튜브의 경우 할로인광체는 소량의 다른 인광체와 혼합되었으며, 특히 식품 시장이나 미술 스튜디오 조명에 사용되는 높은 연색성 지수의 디럭스 튜브에서 그러했다.
1942년 할로인광체 개발 이전에 1세대 규산 아연 격자형, 망가니즈-II 활성 규산 아연 및 규산 아연 베릴륨 인광체가 형광등에 사용되었다. 베릴륨 화합물의 호흡기 독성 때문에 이러한 초기 인광체 유형의 폐기는 건강에 이로웠다.
1990년경부터 3세대 삼색 인광체, 즉 희토류 이온으로 활성화되고 허용 가능한 백색을 생성하도록 비율로 혼합된 세 가지 개별 빨강, 파랑, 녹색 인광체가 할로인광체를 대부분 대체했다.
플루오르인회석은 인 생산을 위한 전구체로 사용될 수 있다. 석영 존재 하에 탄소로 환원될 수 있다.
냉각되면 백린(P4)이 생성된다.
플루오르인회석은 보석으로도 사용된다.
애플라이트(Aplite)는 화강암질 조성을 가진 관입 화성암이다. 애플라이트는 미세한 입자부터 숨은결 (육안으로 볼 수 없는 입자)까지 다양하며, 석영과 장석으로만 구성되거나 그 입자 크기의 백색 (옅은 색을 띤) 작은 관입암을 지칭할 수도 있다. 이들은 많은 대규모 중성암부터 규장질 관입암의 후기 단계와 연관되어 있다.
애플라이트는 전 세계적으로 분포하며, 중요한 화강암질 관입암이 있는 대부분의 지역에서 발견되었다. 이들은 관련된 화강암체와 주변 모암 내에서 관입층의 형태로 발생한다. 미량 원소 분석에 따르면 애플라이트에 해당하는 화산암은 없다.