과학기술정보통신부가 27일 서울 엘타워에서 '반도체 미래기술 로드맵 발표회'를 갖고 14개 핵심기술을 추가해 우리가 확보해야 할 총 59개의 핵심기술을 선정했다. 과기정통부는 이 로드맵을 기반으로 반도체 소자 미세화의 한계를 극복하기 위한 차세대 반도체 소자 관련 신규사업 기획에 착수할 예정이다. 과기정통부 황판식 연구개발정책실장은 "정부는 향후에도 반도체미래기술로드맵을 지속적으로 고도화하고, 이를 기반으로 반도체 정책과 사업 기획을 전략적으로 추진하겠다"고 말했다. 반도체 미래기술 로드맵은 반도체 미래핵심기술 확보전략의 일환으로 지난해 발표했다. 과기정통부는 이번에 반도체 최신기술 동향을 반영해 14개 핵심기술을 추가해 보강했다. 주요 기술로는 반도체 소자 미세화 및 메모리 고집적화 가속화, AI 기반 신서비스 창출 및 수요기반 반도체 다변화, HBM으로 가속화된 첨단패키징, 반도체 초미세 공정기술 경쟁 등의 기술환경 변화에 따라 반도체 소자 미세화, 시스템반도체, 첨단패키징 등이다. 이에 따라 신소자 메모리, 차세대 소자 개발 부분이 10개에서 19개로 늘어났다. 또 AI, 6G, 전력, 차량용 반도체 설계 원천기술 개발은 24개에서 26개로, 초미세화 및 첨단 패키징을 위한 공정 원천기술 개발은 11개에서 14개로 확대됐다. 과기정통부 관계자는 "이 로드맵은 10년 미래핵심기술 확보 계획으로, 향후 우리나라가 반도체 우위기술 분야 초격차를 유지하고, 시스템반도체 분야에선 신격차를 확보할 수 있는 길라잡이 역할을 할 예정"이라고 말했다. 이날 로드맵 발표 이후에는 로드맵을 기반으로 반도체 소자 미세화에 대응하기 위한 차세대 신소자 발전방안에 대해 논의했다. 황 실장은 "반도체 미래기술 로드맵을 기반으로 정부와 산업계, 학계, 연구계가 국가적으로 반도체 R&D 역량을 결집하도록 노력할 것"이라고 강조했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

울산과학기술대학(UNIST)연구팀이 전력소모 낮고 성능은 높은 새로운 반도체 소자 기술 개발에 성공했다. 9일 UNIST에 따르면 김경록 교수(전기전자컴퓨터공학부) 연구팀이 전력소모는 적은데 속도가 빠른 실리콘 기반 반도체 소자 기술을 개발했다. 이번 원천기술은 반도체 소자로 널리 사용 중인 실리콘을 기반으로 해 상용화가 쉽다. 반도체 소자는 휴대전화, 컴퓨터, 텔레비전 등 전자제품에 반드시 내장되는 중요한 부품이다. 흔히 사용되는 실리콘 기반 반도체 소자는 가격이 저렴하고, 소형화가 쉽지만 전자의 이동성이 낮아 성능이 떨어진다. 반면 화합물 기반 반도체 소자는 성능은 우수하지만 가격이 비싸고, 전력소모가 크다. 김 교수는 각 소자의 장점을 취하면서, 단점은 개선한 실리콘 기반의 '초고성능 극저전력 반도체 소자 기술'을 개발했다. 김 교수는 "초고성능과 극저전력 특성을 동시에 확보한 실리콘 기반의 반도체 소자를 개발한 것은 세계 최초다"며 "삼성, 인텔 등 반도체 산업체의 메인 소자 플랫폼으로 적용되면 기존 실리콘 반도체 칩 성능을 혁신적으로 향상시킬 수 있다"고 말했다. 김 교수 연구팀은 전자가 도핑된 실리콘게르마늄(이하 SiGe층) 층을 소자 내부에 삽입시켰다. 삽입된 SiGe층이 전자를 공급해 전자이동도를 향상시키고, 기생저항을 최소화해 전류의 구동을 극대화했다. 또 SiGe층의 두께를 최적화해 누설되는 전류도 억제했다. 실험 결과 실리콘 기반 소자보다 5배 이상 뛰어난 전자이동도를 보였고, 전력소모는 화합물 기반 소자보다 1000분의 1 수준으로 낮았다. 김 교수는 "이번에 개발된 기술은 값비싼 화합물 기반의 반도체 소자를 대체할 수 있는 원천기술이다"며 "실리콘 기반 원천기술인지라 상용화가 유리하고, 상용화 시 매우 큰 경제적 파급효과가 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구는 미래창조과학부(장관 최양희)의 미래융합파이오니어사업의 지원을 받아 수행됐다. 김경록 교수는 '나노테크놀로지학회(이하 IEEE NANO)'에 논문을 발표했고, '영국왕립화학회'가 수여하는 'Nanoscale Horizons' 상을 8일(화) 수상했다. 'IEEE NANO'는 'NANO'라는 주제를 갖는 연구 분야를 망라하는 세계적 권위의 국제학술대회다. kky060@fnnews.com 김기열 기자

카이스트가 개발한 웨어러블 발전소자를 인체에 적용하면 체온을 이용한 발전이 가능하다.  사진=카이스트 카이스트(KAIST) 전기및전자공학과 조병진 교수 연구팀이 세계 최초로 개발한 '웨어러블 발전 소자'가 세계 10대 IT 혁신기술에 선정됐다. 카이스트는 웨어러블 발전 소자 기술이 전 세계 200여명의 전문가 그룹이 실시한 투표를 거쳐 '유네스코 넷엑스플로 어워드'에 선정됐다고 29일 밝혔다. 다음달 4일 프랑스 파리에서 열리는 유네스코 넷엑스플로 어워드는 에너지, 환경, 교육 등 인류의 삶에 큰 영향을 줄 새로운 IT기술 10개를 선정해 매년 시상한다. 시상식에서는 기업가, 기자단, 벤처 투자가 등 1500명 이상이 참석하며 라이브 토크쇼가 동시에 진행된다. 조 교수팀이 개발한 웨어러블 발전 소자는 유리섬유 위에 열전 소자를 구현한 것으로써 세계 최초의 착용 가능한 형태이며, 체온을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 이 기술은 지난해 4월 발표 당시 미국 ABC 방송, 영국 데일리 신문 등을 비롯해 100여개가 넘는 전 세계 언론의 주목을 받기도 했다. 웨어러블 기기는 미래 전자기기의 중심이 될 것으로 전망하지만 자주 충전해야 하는 배터리 문제가 확산의 큰 걸림돌이 되고 있다. 하지만 웨어러블 발전 소자'는 체온으로 전기를 생산해 전원 공급이 가능하다. 또한 매우 얇고 가벼워 착용이 용이하고, 전력생산 능력이 뛰어나 웨어러블 전자기기의 배터리 문제를 해결할 수 있을 것으로 보인다. 이 밖에 자동차, 공장, 항공기 등 폐열이 발생하는 다양한 곳에 적용 가능해 에너지 문제를 해결하는 수단으로도 적합하다. 특히 헬스케어, 의료용 패치 등에 활용되어 삶의 질 개선에 크게 기여할 것으로 기대된다. 현재 연구팀은 상용화를 위해 카이스트 교원창업 기업인 '테그웨이'를 창업했으며, 대전 창조경제혁신센터의 '드림 벤처 스타' 기업으로 선정돼 지원을 받고 있다. 한편, 넷엑스플로 어워드에 선정된 10대 기술에는 웨어러블 열전소자를 비롯해 △중고 스마트폰 이용한 불법벌목 근절(미국) △자전거 친화 도시 개발 애플리케이션(앱)(칠레) △젓가락 이용 음식 성분 분석(중국) △DB활용 초소형 성분 분석기(이스라엘) △E-mail 및 각종 SNS 통합 채팅 스트림(미국) △폐 전자제품으로 만드는 3D프린터(토고) △빅데이터를 통한 교육 문제 해결(미국) △사진촬영으로 수학문제 해결(크로아티아) △에볼라 확산 방지 정보 앱(나이지리아) 등이다. bbrex@fnnews.com 김혜민 기자

소프트전자소자용 잉크젯 프린팅 공정기술 국내 연구진이 초소형 우물 패턴기법을 고안해 휘어지는 소프트 전자소자용 '신개념 잉크젯 프린팅 공정기술'을 처음으로 개발했다. 따라서 간결한 공법으로 제조 시간과 공정 비용을 크게 절감하면서 '입는 컴퓨터, 유연한 디스플레이, 일회용 전자소자 등의 상용화를 앞당길 수 있게 됐다. 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 글로벌프론티어사업 '나노기반소프트일렉트로닉스연구단'의 조길원 교수 (포스텍 화학공학과)의 지도아래 곽동훈 박사 와 건국대학교 유기나노시스템공학과 이위형 교수가 연구에 참여했다. 연구결과는 재료과학분야의 세계적 학술지인 어드밴스드 펑셔널 매터리얼(Advanced Functional Materials) 최신호(11월 13일자) 표지논문으로 게재됐다. 잉크젯 프린팅은 유기 반도체 잉크를 이용한 차세대 소프트 전자소자를 값싸게 제조할 수 있는 핵심 공정이다. 연구팀은 유기용매를 고분자 기판에 잉크젯해 마이크론 크기의 우물 모양 패턴 어레이를 손쉽게 제조하고, 이를 뱅크로 이용해 잉크젯 프린팅 공정의 정밀도를 높이는데 성공했다. 개발된 기술은 용매 방울이 고분자 박막을 녹일 때 우물모양의 마이크로 패턴을 만든다는 점에 착안해 고안됐다. 또한, 초소형 우물에 가두어진 유기반도체 잉크는 건조 과정에서 결정화가 극대화되어 우수한 특성을 나타냈다. 이 기술을 이용하면 기존 포토리소그래피 방법 대비 소모되는 공정 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있을 전망이다. hwyang@fnnews.com 양형욱 기자

한국산업기술평가관리원(KEIT)은 24일 서울 양재동 엘타워에서 '미래 반도체소자 원천기술개발사업 발대식 및 사업발표회' 개최했다. 앞줄 왼쪽 세번째 부터 산업통상자원부 최태현 국장, KEIT 이기섭 원장, KSIA 양준철 부회장, 연세대 고대홍 교수, KEIT 박장석 정보통신산업기술본부장이 발대식을 마친 뒤 기념촬영을 하고 있다. win5858@fnnews.com 김성원 기자

국내 연구진이 자유자재로 휘어지는 멀티 레벨 메모리 소자를 개발했다. 이번 개발을 통해 기존 방식보다 더 저렴하게 차세대 반도체 메모리 성능을 2배 이상 높일 수 있게 됐다. 연세대학교 박철민 교수 연구팀은 간단한 용액 공정으로 휘어지는 멀티 레벨 메모리 소자를 개발했다고 3일 밝혔다. 일반 메모리 소자가 '읽기'와 '쓰기' 2가지 상태만 저장할 수 있는 반면 이번에 개발된 멀티 레벨 메모리 소자는 4가지 이상의 상태를 저장할 수 있다. 이를 통해 같은 크기의 일반 메모리에 비해 2배 이상의 집적도를 가질 수 있게 됐다. 이 멀티 레벨 메모리 소자는 고분자 강유전체 물질을 사용해 유연성을 높였다. 강유전체는 외부에서 전기장이 가해지지 않아도 분극현상을 유지하는 물질로 강유전체 메모리는 속도가 빠른 데다 전원이 없어도 정보가 지워지지 않는 장점이 있어 전 세계 공학자들이 주목하고 있다. 지금까지 고집적화 메모리 소자를 개발하는 데는 복잡한 전자회로를 반도체 기판에 그려 집적회로를 만드는 리소그래피 공정이 필요했다. 하지만 박 교수 연구팀은 상유전체 고분자에 잔류한 분극을 조절하는 기술을 활용한 용액공정을 통해 고집적도 메모리 소자를 제작하는 데 성공해 상용화 가능성을 높였다는 평을 받고 있다. jhpark@fnnews.com 박지현 기자

지식경제부 기술표준원이 '차세대 반도체 소자와 응용'에 대한 우리 기술을 국제표준으로 채택하기 위한 작업에 본격 나섰다. 기표원은 지난 22일부터 26일까지 제주도에서 개최된 반도체소자 국제표준화회의(IEC TC 47)를 통해 에너지 하베스팅, 인체통신용 반도체인터페이스등 차세대 반도체 소자의 표준화를 추진할 인큐베이팅 작업반을 한국 주도로 설립하고 의장을 수임했다고 29일 밝혔다. 이번 회의는 반도체 소자의 성능평가, 신뢰성, 집적회로(IC), 패키징, 개별반도체소자, 초소형전자소자(MEMS) 등 반도체소자 분야에 대한 5개 기술위원회 총회 및 20개 작업반회의가 열렸으며 반도체 생산국인 미국, 일본, 한국, 독일, 영국 등 8개국 70여명이 참가했다. 인큐베이팅 작업반(IWG)은 반도체 소자의 설계 및 성능평가 등 기존의 표준화틀을 넘어 '차세대 반도체와 응용분야'의 표준을 개발하기 위해 신설한 조직이다. 이번 회의를 통해 IWG의 의장인 컨비너(전자부품연구원 차철웅 박사와 전자통신연구원 류호준박사)를 한국이 수임하게 돼 표준화 진행에 유리한 위치를 확보하게 됐다. 윤종구 기표원 과장은 "에너지 하베스터, 반도체 인터페이스, 유연 반도체, 자동차용 반도체 등 차세대 융합형 반도체 기술의 표준화를 대상으로 신규분야의 지속적인 발굴과 표준개발을 통해 산업계를 지원하는 본격적인 R&D와 표준 연계형 표준화를 추진할 예정"이라고 밝혔다. mskang@fnnews.com 강문순 기자

온도차를 이용해 전기를 만드는 새로운 기술을 국내 연구진이 개발했다. 이 기술은 차세대 신재생에너지 생산에 기여할 것으로 기대된다. 교육과학기술부와 한국연구재단은 연세대학교 신소재공학과 이우영 교수 연구팀이 전기와 열의 전달을 독립적으로 제어할 수 있는 신기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 온도차에 의해 전기를 생산하는 열전소자는 차세대 신재생에너지를 만드는 데 필요한 기술로 주목받고 있다. 열전소자를 상용화하려면 전기를 잘 흐르게 하면서 열은 흐르지 않도록 해 온도차를 유지하는 기술이 꼭 필요하다. 하지만 일반적으로 전기와 열은 함께 움직이는 성질이 있어, 한 가지만 독립적으로 조절하기 어렵다는 점이 상용화에 한계로 작용했다. 연구팀은 전기 전달은 그대로 유지하면서 열 전달을 기존에 비해 25배 이상 감소시킬 수 있는 새로운 기술을 개발해 이 문제를 해결했다. 이우영 교수는 "이번 연구를 통해 나노 단위의 물질에서 열전도도를 효과적으로 감소시키는 새로운 구조를 제시했다. 특히 열전소자 분야뿐만 아니라 열 제어를 필요로 하는 광전소자 및 다양한 물리·화학 나노소자 분야에도 응용될 수 있을 것으로 기대한다"고 연구의의를 밝혔다. 교과부와 연구재단의 이공 분야 중점연구소 지원사업으로 진행된 이 연구결과는 재료과학 분야의 권위 있는 학술지 어드밴스트 머티리얼스 8월 9일자 표지논문으로 소개됐다. /pado@fnnews.com허현아기자

자유자재로 휘어지는 플렉시블 디스플레이 전자소자 제작 등에 활용할 수 있는 차세대 금속 나노패터닝 기술을 국내 연구진이 개발했다. 한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 고승환·양동열 교수팀이 공동으로 펨토초(1조분의 1 이하) 레이저 소결공정을 이용해 수백나노의 고정밀도 금속 패턴을 단일 공정으로 제작하는 기술을 개발했다고 2일 밝혔다. 이 기술을 이용하면 다양한 기판에서 고정밀 패터닝이 가능해져 유기 전자소자 기술 등과 결합하게 되면 고성능 플렉시블 전자소자나 디스플레이 등을 실현할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 3∼6nm(1nm:10억분의 1미터) 크기의 녹는점이 낮은 은 나노 입자와 열확산을 최소화할 수 있는 금속 나노입자 펨토초레이저 소결공정을 개발했다. 이와함께 유리, 웨이퍼, 고분자 필름 등 다양한 기판위에 1㎛ 이하의 고정밀도 금속 패턴을 단일 공정으로 제작할 수 있는 기술도 개발, 최소 정밀도 380nm 선폭의 극미세 금속패턴 제작에 성공했다. 고승환 교수는 “고가의 진공 전자빔 공정을 통해서만 제작할 수 있었던 기존의 디지털 직접 나노패터닝 기술을 비진공, 저온 환경에서 구현함으로써 전자빔 공정을 대체할 수 있게 됐다”며 “향후 다양한 플렉시블 전자소자 제작에 적용할 수 있을 것”이라고 기대했다. 이 연구결과는 재료과학기술 분야의 세계적 권위의 학술지인 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 7월호에 게재됐다./pado@fnnews.com 허현아기자

 한국전자통신연구원(ETRI)은 지난 8일(현지시간) 러시아 상트페테르부르크 Ioffe 연구소 회의실에서 GaN 반도체로 대표되는 화합물 반도체 기반 ‘통신 소자 및 전력 소자 기술’과 차세대 조명 광원으로 떠오르는 ‘LED 및 광전소자 기술’의 상호협력 연구를 위한 MOU를 체결했다고 11일 밝혔다.  GaN 반도체는 고전압 작동이 가능해 실리콘 전력반도체보다 전력 손실을 5분의1 이하로 줄일 수 있으며 고속동작 특성이 뛰어나 스위칭 손실을 100분의1 이하로 줄일수 있는 물질이다.  ETRI는 현재 GaAs, InP 및 GaN을 기반으로 하는 화합물 반도체 일괄 공정라인을 구축하고 MMIC칩 및 무선통신 부품 설계?제작 기술을 보유하고 있으며 GaN 기반 차세대 LED 연구를 진행중에 있다.  ETRI가 Ioffe와 이날 체결한 세부협력 분야는 촔GaN전력소자 개발 촔조명용 LED소자 개발 촔자외선 LED소자 개발 촔EU FP7/EUREKA 공동제안 협력 등이다.  ETRI 융합부품소재연구부문 박형무 소장은 “ETRI의 화합물 반도체 소자 및 응용기술과 Ioffe 연구소의 화합물 반도체 소재 원천기술의 상호 접목을 통해 차세대 전력 및 조명소자로 활용 가능한 화합물 반도체 부품?소재 원천기술 개발 및 상용화를 위한 교두보를 마련하게 됐다”고 말했다.  1918년에 설립된 Ioffe 연구소는 LED 및 반도체 레이저의 근간이 되는 이중이질접합반도체구조(semiconductor double heterostructure) 연구 개발로 2000년 노벨상을 수상한 알페로프(Alferov) 박사를 비롯해 5명의 노벨상 수상자를 배출한 러시아 최고의 핵심 연구기관이다. /kwkim@fnnews.com 김관웅기자