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'나노'통합검색 결과 입니다. (119건)

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산업부, 첨단 나노소재 R&D에 4년간 국비 295억원 지원

정부가 첨단 나노소재 연구개발(R&D)에 앞으로 4년 동안 국비 295억원을 지원한다. 산업통상자원부는 고품질 나노소재가 첨단전략산업에 빠르게 스며들 수 있도록 첨단전략산업 수요를 연계한 나노소재 기술개발 사업을 착수한다고 20일 밝혔다. 산업부 관계자는 “최근 양자점 나노입자·탄소나노튜브 등이 디스플레이·이차전지 산업에 적용돼 가시적인 성과를 창출하면서 첨단전략산업의 초격차 달성을 위한 핵심 요소로 부상하고 있다”며 “이러한 나노소재의 첨단전략산업 적용·확산을 가속화할 계획”이라고 밝혔다. 산업부는 업계 수요를 바탕으로 ▲수요산업에 적용 가능한 첨단 나노소재(CNT·페로브스카이트·니켈분말·그래핀)를 활용한 디스플레이용 색변환 필름 등 나노융합 부품개발 ▲산업적 수요가 기대되는 미래 나노소재(질화붕소나노튜브·나노셀룰로오스)를 활용한 우주항공용 방사선 차폐 시트 등 나노융합 부품개발을 확보하고자 이번 사업을 추진하게 됐다. 산업부는 올해 국비 54억원을 시작으로 2027년까지 국비·민간 부담금 매칭 방식으로 총사업비 436억원 규모로 지원할 계획이다. 지원대상은 국내 나노소재 관련 기업·대학·연구소로, 개발기술·제품 적합성 검증을 위해 수요기업 참여는 필수다. 선정된 과제는 최대 45개월간 정부출연금 총 30억원 이내 지원을 받을 수 있다. 상세한 사업공고 내용은 산업부 홈페이지와 범부처통합연구지원시스템에서 확인할 수 있다. 사업 참여를 희망하는 기업과 기관은 3월 21일까지 신청서를 제출하면 된다. 산업부 관계자는 “나노소재의 기술적 잠재력과 첨단산업의 기술경쟁력 확보를 위해 이 사업뿐만 아니라 앞으로도 첨단 나노소재의 확산에 방점을 두고 다양한 성공사례가 창출될 수 있도록 지속해서 지원해 나가겠다”고 밝혔다.

2024.02.20 23:09주문정

기계연, 대용량 초저온 냉각기술 첫 개발

■ 영하 100℃에서 10㎾ 냉각성능 시험 성공 ○…한국기계연구원(원장 류석현) 고준석 에너지저장연구실장 연구팀은 제로 GWP(지구온난화지수) 냉매를 이용한 터보-브레이튼 냉각시스템을 개발하고, 영하 100℃에서 10㎾ 이상의 냉각용량을 확인하는 운전시험에 성공했다고 20일 밝혔다. 터보-브레이튼 냉각시스템으로 대용량 초저온 냉각기술을 실운전한 사례는 이번이 국내에선 처음이다. 터보-브레이튼 냉각기술은 분당 수만~수십만 회 고속 회전하는 터보기계를 이용하는 냉각시스템이다. 초전도 케이블 냉각, 극저온 유체 과냉각, LNG 재액화 등 제한된 영역에서 주로 사용된다. ■ KRISS, 나노물질 독성 평가 배양법 첫 개발 ○…한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)이 나노물질이 인체에 미치는 독성을 정확하게 평가할 수 있는 오가노이드 배양법을 처음 개발했다. 오가노이드는 인체 줄기세포를 시험관에서 키워 만드는 장기 유사체다. 연구를 책임진 백아름 선임 연구원은 “ 기존 배양법의 한계를 극복한 성과”라며 “나노물질 및 나노의약품 안전성 평가 실용화를 앞당길 것”으로 기대했다. ■ KIOST, 화장품 제조 미세조류 저비용으로 배양 ○…한국해양과학기술원(KIOST)은 천연 아스타잔틴(Astaxanthin)이 풍부한 미세조류인 헤마토코쿠스(Haematococcus)를 기존보다 낮은 비용으로 배양하는 기술을 개발했다. 헤마토코쿠스는 항산화물질인 아스타잔틴을 축적하는 특징을 가진 미세조류다. 축적된 아스타잔틴은 화장품, 의약품, 식품 등 다양한 산업에서 고부가가치 소재로 사용된다. 연구 개발은 KIOST 제주연구소 유용균 UST 학생연구원이 속한 연구팀이 주도했다. ■ 해외우수연구기관 협력허브 구축 사업 접수 ○…과학기술정보통신부는 해외우수연구기관 협력허브 구축을 위한 사업 공고를 내고, 20일부터 오는 4월 9일까지 50일간 지원자를 접수한다. 올해 선정 대상은 총 10개 과제다. 지원액은 112억 원이다. 접수처는 범부처 통합 연구지원시스템(https://www.iris.go.kr)을 이용하면 된다. ■ GIST, 'AI 및 챗GPT 교육 챌린지'개최 ○…광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)이 AI 활용 교육의 저변 확대 및 실무역량 강화를 위해 'AI 및 챗GPT 교육 챌린지'를 개최한다. 챌린지 일정은 ▲ GIST 교직원 대상 23일 오후 3~5시, 디지털역량연구소 김철수 소장(오룡관 303호) ▲ 직원 및 일반인 대상 26일 오후 2~4시, 고려대학교 송인규 교수(오룡관 101호) ▲ 학생 및 연구원 대상 3월 7일 오후 4~5시 30분, 동국대학교 송은정 교수(대학C동 104호) 등의 강연이 예정돼 있다. 오는 26일 강연은 사전 신청 없이 참석 가능하다.

2024.02.20 14:45박희범

곤충처럼 동작 인식하는 지능형 소자 개발

곤충의 시신경계를 모방한 지능형 동작 인식 소자가 개발됐다. 전력 소모량을 절반 가까이 줄여 휴대폰 사물 인식 장치로 활용 가능하다. KAIST(총장 이광형)는 신소재공학과 김경민 교수 연구팀이 멤리스터 소자를 이용해 곤충의 시각 지능을 모사하는 방법으로 지능형 동작 인식 소자를 개발하는 데 성공했다고 19일 밝혔다.멤리스터(Memristor)는 메모리(Memory)와 저항(Resistor)을 합친 말이다. 입력 신호에 따라 소자의 저항 상태가 변하는 전자소자이다. 김경민 교수는 “기술 개발 수준은 언제든 양산에 들어갈 만큼 올라와 있다”며 ”다만, 상용화가 되려면 수요가 커야 하는데, 요즘 들어 느는 추세”라고 말했다. 최근 삼성 등은 휴대폰에 에지(edge)형 인공지능을 도입했다. 또 사물 인식이나 동작 인식 기능도 휴대폰에 탑재하고 있으나, 전력 소모량이 커 이를 줄이는 노력이 진행 중이다. 연구진은 곤충의 뇌에 신호를 전달하고 처리하는 시신경계 뉴런을 멤리스터 소자를 활용해 모방했다. 연구진은 이를 바탕으로 동작 인식 소자를 개발했다. 또 이를 검증하기 위해 차량 경로를 예측하는 뉴로모픽 컴퓨팅 시스템을 설계, 적용했다. 그 결과 전력 소모량은 기존 대비 92.9% 감소했다. 사물의 움직임 예측 정확도는 15.0% 향상됐다. 김경민 교수는 ” 향후 자율주행 자동차, 차량 운송 시스템, 로봇, 머신 비전 등과 같은 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 이 연구는 KAIST 신소재공학과 송한찬 박사과정, 이민구 박사과정 학생이 공동 제1 저자로 참여했다. 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials, IF: 29.4)' 1월 29일 자 온라인판에 게재됐다.한편, 이 연구는 한국연구재단 중견연구사업, 차세대지능형반도체기술개발사업, PIM인공지능반도체핵심기술개발사업, 나노종합기술원 및 KAIST 도약연구사업의 지원을 받아 수행됐다.

2024.02.19 10:57박희범

삼성전자, 2세대 3나노 양산 임박...새로운 MBCFET 기술 공개

삼성전자가 올해 상반기 2세대 3나노미터(mn) 공정 칩 양산을 앞두고 2세대 MBCFET(Multi Bridge Channel FET) 기술을 내달 4일 세계 반도체 학회인 '전기전자공학자협회(IEEE EDTM) 2024'에서 발표한다. IEEE EDTM은 국제고체회로학회(ISSCC), VLSI와 함께 세계 3대 반도체 학술대회로 꼽힌다. IEEE EDTM은 2017년 일본 도야마에서 처음 시작해 1년에 한 번씩 세계 각지를 돌면서 반도체 최신 기술 동향을 발표하는 행사다. 올해 8회를 맞는 학회는 3월 3일부터 6일까지 인도 방갈루루 힐튼 호텔에서 개최된다. 지난해는 한국에서 개최된 바 있다. 삼성전자는 올해 학회에서 국내 기업으로는 유일하게 참가한다. 이상현 삼성전자 파운드리사업부 부사장은 이번 학회에서 2세대 MBCFET 기술을 발표한다. 삼성전자는 2022년 6월 세계 최초로 1세대 3나노 양산을 시작하면서 업계에서 처음으로 게이트올어라운드(GAA) 공정과 삼성 독자 기술인 MBCFET 구조를 적용했다. MBCFET은 4면을 채널로 하는 구조 변화를 통해 성능과 전력 효율을 핀펫(FinFET) 구조 보다 높일 수 있는 기술이다. 2세대 MBCFET은 1세대 보다 전력과 성능이 향상됐다. 앞서 삼성전자는 지난해 5월 반도체 학회 'VLSI 심포지엄'에 참가해 2세대 3나노 공정 스펙을 처음으로 공개한 바 있다. 당시 삼성전자는 2세대 3나노(SF3)는 1세대(SF3E) 보다 향상된 GAA 공정을 적용해 삼성전자의 이전 4나노 핀펫 공정 대비 성능이 22% 빨라지고, 전력 효율은 34% 향상됐으며, 로직 면적은 21% 더 작은 크기를 제공한다고 발표했다. 다만 1세대 3나노 공정 스펙과는 비교는 알려지지 않았다. 삼성전자는 올해 상반기 중으로 2세대 3나노 공정 양산을 개시할 계획이다. 앞서 지난 1월 말 4분기 컨퍼런스콜에서 삼성전자는 "우리는 수율 개선과 2세대 3나노 GAA 공정 최적화에 집중하고 있다"고 밝혔다. 한편, 경쟁사인 TSMC도 올해 상반기에 2세대 3나노(N3E) 공정을, 하반기에 고급 공정인 3나노(N3P)에서 칩 양산을 시작할 계획이다. 삼성전자가 3나노부터 GAA 공정을 적용했다면, TSMC는 3나노에서 핀펫(FinFET) 공정을 유지한다. TSMC는 2나노 공정부터 GAA 공정을 도입할 방침이다.

2024.02.18 10:20이나리

삼성, TSMC 제치고 日서 2나노 AI 반도체 수주

삼성전자가 지난달 컨퍼런스콜에서 수주를 공식화한 2나노미터(mn) 파운드리 고객사는 일본 주요 인공지능(AI) 기업인 것으로 파악됐다. 이는 경쟁사인 TSMC를 제치고 거둔 성과다. 삼성전자는 HBM(고대역폭메모리)과 첨단 패키징 기술을 턴키 솔루션으로 제공할 수 있다는 점을 적극 내세운 것으로 알려졌다. 15일 업계에 따르면 삼성전자는 최근 일본 PFN(Preferred Networks)의 2나노 공정 기반 AI 가속기 칩을 수주했다. 지난 2014년 설립된 PFN은 일본의 주요 AI 딥러닝 전문 개발업체다. 자체 개발한 딥러닝 프레임워크인 '체이너(Chainer)'를 기반으로 다양한 산업에 AI 솔루션을 공급하고 있다. 자동차 제조업체 도요타, 통신업체 NTT, 로봇 업체 화낙(Fanuc) 등 현지 여러 대기업으로부터 투자를 유치할 만큼 기술력이 뛰어나다는 평가를 받는다. 또한 PFN은 슈퍼컴퓨터용 AI 칩을 자체 개발해 왔다. PFN이 삼성전자에 생산을 맡긴 공정은 2나노로, 삼성전자·TSMC 등 주요 파운드리가 오는 2025년부터 양산화를 목표로 하고 있는 최선단 기술에 해당한다. 업계는 이번 삼성전자의 2나노 수주가 의미있다는 평가를 내리고 있다. 최선단 파운드리 분야의 고객사를 확보했다는 점도 긍정적이지만, 주요 경쟁사인 TSMC와의 경합에서 승기를 잡았기 때문이다. 그간 PFN은 자사의 AI칩인 'MN-코어' 시리즈 제조에 TSMC를 활용하다 2나노에서 삼성전자와 삼성전자의 DSP(디자인솔루션파트너)에 파운드리와 설계를 맡기기로 했다. PFN이 삼성전자를 채택한 주요 배경은 HBM 및 첨단 패키징 기술의 턴키(일괄)에 대한 장점 때문으로 알려진다. 반도체 업계 관계자는 "삼성전자가 이번 수주전에서 2나노 공정과 HBM3, 2.5D 패키징 등을 연계해 시너지 효과를 낼 수 있다는 점을 강조한 것으로 안다"며 "공격적인 마케팅으로 이뤄낸 성과"라고 밝혔다. 삼성전자는 메모리 및 파운드리 사업을 동시에 영위하는 기업이다. 덕분에 AI 칩 제작과 HBM 공급, 그리고 이들 칩을 하나로 집적하기 위한 2.5D 패키징 등을 모두 다룰 수 있다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 데이터 처리 성능을 크게 끌어올린 메모리다. AI 산업의 필수 요소로 자리잡고 있으나, 고난이도의 첨단 패키징 기술을 요구하기 때문에 수요 과잉이 지속되고 있다. 2.5D 패키징은 넓은 기판 모양의 실리콘 인터포저로 반도체 다이(Die)를 연결하는 기술이다. HBM 및 고성능 AI 칩은 데이터를 주고받는 I/O(입출력 단자) 수가 너무 많기 때문에, 기존 2D 패키징이 아닌 2.5D 패키징을 활용해야 한다. 삼성전자의 경우 자체 개발 중인 2.5D 패키징에 '아이큐브'라는 브랜드를 붙이고 있다. 다만 삼성전자의 PFN 수주가 2나노 파운드리 공정 자체의 경쟁력 강화를 의미하지는 않는다는 지적도 제기된다. 파운드리 업계 관계자는 "PFN을 비롯한 팹리스 입장에서 아직 상용화도 되지 않은 삼성전자, TSMC의 각 2나노 공정 성능을 평가하기엔 변수가 너무 많다"며 "공정 상 이점보다는 HBM의 원활한 수급과 TSMC에 대한 의존도 탈피 등 공급망 측면에 방점을 뒀을 가능성이 높다"고 설명했다.

2024.02.15 14:46장경윤

스페이스X 스타십, 차세대 우주정거장 우주로 보낸다 [우주로 간다]

인류 역사상 최강·최대 로켓으로 꼽히는 스페이스X의 '스타십'이 단 한번의 발사로 상업용 우주정거장 발사를 진행하게 됐다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 31일(현지시간) 보도했다. 보이저스페이스의 상업용 우주정거장 '스타십' 프로젝트 팀은 이날 우주정거장 '스타랩'을 우주로 발사하기 위해 스페이스X의 스타십을 선택했다고 밝혔다. 딜런 테일러(Dylan Taylor) 보이저스페이스 회장 겸 최고경영자(CEO)는 “스타십을 선택한 이유는 스페이스X의 성공과 신뢰성 때문”이라며, "스페이스X는 고속 발사 분야에서 타의 추종을 불허하는 리더이며, 스타십 단일 비행으로 스타랩을 궤도에 올리게 된 것을 자랑스럽게 생각한다”고 밝혔다. 스타십은 인류가 달과 화성에 정착하기 위해 개발 중인 차세대 운송 시스템이다. 스타십은 작년 4월과 11월 미 텍사스에 있는 스타베이스 기지에서 테스트 비행을 진행했다. 높이 122m의 스타십은 지금까지 제작된 로켓 중 가장 크고 강력한 로켓으로, 지구 저궤도까지 최대 150톤의 무게를 운반할 수 있다. 때문에 단 한번의 발사로 스타랩 우주정거장을 우주 궤도에 배치할 수 있다. 하지만 스타랩 우주정거장 발사 일자는 공개되지 않았다. 하지만, 현재 미국 항공우주국(NASA)과 스타랩 개발자들은 국제우주정거장(ISS) 운영이 중단될 것으로 예상되는 2030년 이전에 상업용 우주정거장이 가동되기를 원하고 있다. 실제로 NASA는 몇 년 전부터 민간기업들에게 우주정거장 개발을 장려해왔다. 2021년 12월, NASA는 상업용 우주정거장 콘셉트를 완성하기 위해 블루오리진, 보이저스페이스 산하의 나노락스, 노스롭그루먼 등 3개 업체에 총 4억 1천500만 달러를 지원한다고 발표했다. 또, 자체 우주정거장을 개발 중인 액시엄스페이스와도 별도의 계약을 체결했다. 이후, 노스롭그루먼은 우주정거장 개발을 중단하고 보이저스페이스에 합류했으며, 항공우주기업 에어버스도 보이저스페이스에 합류해 스타랩 우주정거장을 건설하고 운영하게 될 '스타랩 스페이스 LLC'라는 합작 회사를 설립했다. 블루오리진은 별도로 오비탈 리프라는 우주정거장을 계속해서 개발 중이다.

2024.02.01 11:21이정현

인텔·대만 UMC 파운드리 동맹…삼성 고객 빼앗나

미국 인텔과 대만 UMC가 12나노미터(mn, 10억분의 1m) 공정에서 파운드리 협력에 나선다. 이번 협력은 파운드리 재진출을 선언한 인텔과 대만에서 파운드리 2위 업체인 UMC가 손잡는다는 점에서 업계의 주목을 받는다. 양사의 파운드리 협력이 삼성전자에 어떤 영향을 미칠지 관심이 쏠린다. 반도체 업계 전문가들은 삼성전자가 성숙(레거시) 공정보다는 7나노 이하의 첨단(어드밴스드) 공정에 주력하고 있기 때문에 인텔과 UMC의 협력이 파운드리 사업에 단기적으로 큰 영향을 받지 않을 것으로 평가했다. 다만, 삼성전자가 10나노대 공정에서도 파운드리 사업을 하고 있다는 점에서 장기적으로 인텔에 고객사를 빼앗길 가능성이 우려된다는 목소리도 나온다. 인텔과 UMC가 12나노 공정 외에도 협력을 확장할 가능성이 있기에 양사의 동맹을 계속 주목해야 한다는 의견이다. 인텔·UMC 12나노 파운드리 동맹…2027년부터 생산 인텔과 UMC는 지난 25일(현지시간) 12나노 공정 파운드리 협력을 발표했다. 인텔은 3차원 트랜지스터 구조 핀펫(FinFET) 공정 기술을 제공하고, UMC는 그동안 레거시 파운드리 공정에서 쌓은 설계자산(IP)과 PDK(공정개발킷)을 지원한다. 양사는 애리조나주 챈들러에 위치한 기존 인텔 팹22와 팹32에서 2027년부터 12나노 공정으로 반도체를 생산할 계획이다. 김형준 차세대지능형반도체 사업단장은 “인텔은 수익성이 높은 인텔20A(2나노급), 18A(1.8나노급) 등 초미세 공정 개발에 주력하고 있는데, UMC로부터 12나노 IP를 공급받게 되면서 파운드리 스펙트럼을 넓힐 수 있게 됐다”며 “UMC는 파운드리 노하우를 인텔에 제공하고, 인텔은 첨단 공정 기술을 제공해 상호 보완할 것으로 보인다”고 설명했다. 결과적으로 인텔은 이번 협력을 통해 IDM에서 파운드리 비즈니스 모델로 수월하게 전환하면서, 2나노 및 3나노와 같은 첨단 프로세스 개발에 더 집중할 수 있게 됐다. 그동안 22나노 및 28나노 공정에 주력했던 UMC는 과도한 투자비용 부담 없이 10나노대 공정에서 필수인 핀펫 기술을 확보할 수 있게 됐다. UMC는 2017년부터 14나노 공정을 개발해 왔지만 아직 대량 생산에 이르지 못했고, 12나노 공정은 아직 R&D 단계에 머무는 수준이었기 때문이다. 아울러 UMC는 인텔의 미국 팹을 공동으로 관리하면서 글로벌 시장에서 입지를 강화할 것으로 기대된다. 시장조사업체 트렌드포스는 “양사가 인텔의 기존 팹을 활용함으로써 생산 장비 재배치, 배관 설치 등에 대한 투자 비용을 80% 절감할 수 있게 됐다. UMC는 인텔의 파운드리 비즈니스 협상을 돕는 데 중요한 역할을 할 전망”이라며 “앞으로 이 파트너십이 순조롭게 진행된다면 인텔이 UMC와 추가로 1Xnm 핀펫 시설을 공동 관리하면서 잠재적으로 아일랜드의 팹24 및 오레곤의 D1B, D1C로 확장을 고려할 수도 있다”고 내다봤다. 삼성전자, 미세공정 파운드리에 주력...양사 동맹 예의주시 필요 삼성전자는 수익성이 높은 7나노 이하의 첨단 공정에 주력하고 있지만, 10나노대 공정에서도 파운드리 사업을 하고 있기에 인텔과 UMC의 협력에 경계심을 갖고 예의주시해야 한다는 의견이 나온다. 삼성전자 미국 오스틴 공장은 14∼65나노 공정을 기반으로 모바일 애플리케이션(AP), 솔리드스테이트드라이브(SSD) 컨트롤러, 디스플레이드라이버 IC(DDI), CMOS 이미지센서, RF 칩 등 IT용 반도체를 주로 생산하고 있다. 인텔이 2027년 12나노 공정에서 반도체를 생산을 시작하면, 삼성전자는 고객사 이탈에 대한 우려가 따를 수밖에 없다. 유재희 반도체공학회 부회장(홍익대 전자전기공학부 교수)은 “삼성전자가 10나노대의 매출을 공개하고 있지 않아서 알 수는 없지만, 이 시장 또한 놓칠 수 없는 시장인 것은 분명하다”라며 “5나노 이하 공정이 부가가치가 높더라도 모든 칩이 2나노, 3나노 공정이 필요한 것은 아니며, 삼성이 2나노 3나노 공정에서 많은 수주를 한다는 보장이 없다. 인텔과 UMC의 협력의 영향은 정도의 문제일 뿐, 영향을 안 받는다고 볼 수는 없을 것”이라고 말했다. 유 부회장은 이어 “인텔이 2나노, 3나노 공정에 막대한 투자를 하면서 이번에 UMC와 협력한다는 것은 현금 흐름을 위해서 어느 정도 10나노대에서 사업을 일으켜 보겠다는 의도가 확실해 보인다”고 덧붙였다. 김형준 차세대지능형반도체 사업단장도 “삼성전자는 40나노 60나노에는 리소스가 한정돼 있어서 과감하게 포기하고 20나노 및 10나노 이하에 주력하고 있다. 현재 삼성전자의 파운드리 사업은 미세공정에 초점이 맞춰져 있지만, 10나노대 사업도 중요하기에 인텔을 신경써야 할 것”라며 “경쟁에서 누가 캐파를 많이 갖고, 수율을 높이느냐가 관건일 것”이라고 말했다. 반면, 양사의 협력이 삼성전자의 사업에 크게 영향을 주지 않을 것이라는 의견도 나온다. 황철성 서울대학교 전자재료공학 석좌교수는 “삼성전자는 선단 노드에서 TSMC와 경쟁하기에도 바쁘다. 레거시 노드는 삼성이 서포트할 수 없고 이윤이 많이 안남기 때문에 할 이유도 없다고 본다. TSMC가 레거시 노드까지 다 서비스하는 이유는 오래전부터 해온 사업이고, 팹을 놀리는 것보다 돌리는 것이 낫다고 판단하고 있기 때문일 것”이라고 설명했다. 이어 그는 “삼성전자 파운드리 사업은 전자 반도체 사업에 30%도 안 되고, 그 중에서 레거시 반도체 생산 비중은 매우 적다. 반면 인텔은 CPU 만들다가 파운드리로 전환하는 과정에서 TSMC와 경쟁하기 위해 다양한 포트폴리오를 갖추려고 하는 것”이라며 “그러다 보니 직접 12나노 공정 기술을 개발하는 것은 비용 부담이 돼, UMC와 협력한 것으로 보인다”고 말했다.

2024.01.30 17:14이나리

EVG, 3D 적층 기술 혁신하는 '나노클리브' 신기술 발표

반도체 및 디스플레이 장비기업 EV 그룹(이하 EVG)은 반도체 제조를 위한 혁신적인 레이어 릴리즈 기술인 '나노클리브(NanoCleave)'를 출시한다고 30일 밝혔다. 나노클리브는 적외선 레이저를 사용해 사전에 지정된 레이어나 면적으로 실리콘을 분리시키는 기술이다. 이를 통해 첨단 로직, 메모리, 전력 반도체 프런트엔드 공정은 물론 첨단 반도체 패키징에 초박형 레이어 적층을 가능하게 한다. 또한 나노클리브는 반도체 전 공정에 완벽하게 호환되는 레이어 릴리즈 기술로서, 실리콘을 투과하는 적외선 레이저를 사용하는 것이 특징이다. 특수 조성된 무기 박막과 함께 사용할 경우, 나노미터의 정밀도로 초박형 필름이나 레이어를 실리콘 캐리어로부터 적외선 레이저로 분리할 수 있게 해준다. 나노클리브는 EMC(epoxy mold compounds)와 재구성 웨이퍼(reconstituted wafer)를 사용하는 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키징(FoWLP)에서 부터 3D SIC(3D Stacking IC)의 인터포저 같은 첨단 패키징 공정에서 실리콘 웨이퍼 캐리어 사용을 가능하게 한다. 뿐만 아니라, 고온 공정에도 적용할 수 있어 3D IC 및 3D 순차 집적 애플리케이션에서 완전히 새로운 공정 플로우를 구현할 수가 있다. 이는 실리콘 캐리어 상의 초박형 레이어까지도 하이브리드 및 퓨전 본딩이 가능해, 3D 및 이종 집적에 혁신을 가져다줄 뿐만 아니라 차세대 트랜지스터 집적화 설계에서 필요한 레이어 이송을 가능하게 한다. EVG는 코엑스에서 1월 31일부터 2월 2일까지 개최되는 '세미콘코리아 2024' 전시회에 참가해 나노클리브 신기술을 소개한다. EVG 부스(부스 번호: D832, 3층)를 방문하면 EVG 임원들을 직접 만나서 이 혁신적인 이 적외선 레이저 이송 기술에 관해서 논의할 수 있다. 폴 린드너 EVG 기술 이사는 "나노클리브 레이어 릴리즈 기술은 박형 레이어와 다이 적층을 통한 반도체 크기 축소에 있어서 게임 체인저가 될 것"이라며 "나노클리브를 통해 우리 고객들이 첨단 디바이스 및 패키징 로드맵을 실현할 수 있게 지원할 것이며, 고객들은 이 기술을 자신들의 기존 팹에 지체없이 통합하고 시간과 비용을 절감할 수 있을 것"이라고 말했다.

2024.01.30 11:13장경윤

건국대 연구팀, 1분 안에 수은 검출하는 시스템 개발

건국대학교는 KU융합과학기술원 전봉현 교수(시스템생명공학과) 연구팀이 수은 금속 나노소재를 활용해 수은을 1분 안에 검출할 수 있는 시스템을 개발했다고 23일 밝혔다. 연구팀은 '실리카-은 복합 나노소재'를 무기수은이 미량 함유된 시료와 혼합하면 소재 표면에서 아말감과 은 나노입자의 융합 구조가 형성된다는 것을 발견했다. 연구팀은 실리카-은 복합 나노소재가 수은에 반응하는 표면 구조에 주목해, 표면증강 라만분광법(SERS·Surface-Enhanced Raman Spectroscopy) 기반 수은 검출법으로 활용했다. 이 기법은 금속 나노소재 표면에서 발생하는 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance)으로 흡착된 분자 고유의 '라만 산란 신호'를 비약적으로 증폭하는 분석 기법이다. 미량의 분자도 검출할 수 있어 수많은 유기물 검출에 활용되고 있다. 연구팀은 라만 리포터가 도입된 실리카-은 복합 나노소재를 무기수은의 검출을 위한 SERS 기질로 활용했다. 수은에 반응해 변형된 표면 구조는 억제된 SERS 활성을 나타냈으며, 무기수은의 농도와 일정한 관계를 보여 정량 검출 시스템으로써 활용 가능성도 확인했다. 실리카-은 복합 나노소재 기반 검출 시스템은 1분 이내에 164ppb 수준의 미량의 무기수은을 검출한다. 또 기존 SERS 기반 검출법에서 지적돼 온 낮은 재현성을 상대표준편차 4.62% 이하 수준으로 개선하는데도 성공했다. 연구팀은 구축된 검출 시스템의 간편성과 신속성, 높은 재현성에 기반해 현장에서 채취된 시료 내 수은 화학종을 검출, 정량함으로써 중금속 노출 환경에서 신속한 실태 조사에 활용할 수 있을 것으로 기대했다. 해당 연구는 국제 저명 학회인 미국 화학회(ACS·American Chemical Society)의 국제 저명학술지인 'ACS Applied Nano Materials'에 지난달 내표지논문으로 게재됐다. 이번 연구는 건국대 생명공학과 김윤희 박사과정 학생이 제1저자로, 강원대 장혜진 교수와 건국대 전봉현 교수가 공동 교신저자로 참여했다. 한편, 이 연구는 한국연구재단과 과학기술정보통신부가 추진하는 중견연구자지원사업, 원천기술개발사업(BRIDGE융합연구개발사업), 산업통상자원부 바이오·의료기술개발사업과 건국대학교 지원으로 수행됐다.

2024.01.23 16:34주문정

ST, 개발자 혁신 가속화 위해 '나노엣지 AI' 무료 배포

ST마이크로일렉트로닉스(이하 ST)는 자사의 대표 설계 툴인 '나노엣지 AI 스튜디오'로 구현된 소프트웨어 라이브러리를 모든 STM32 마이크로컨트롤러(MCU)에서 제한없이 이용할 수 있게 무료로 제공한다고 19일 밝혔다. 나노엣지 AI 스튜디오는 모든 Arm Cortex-M 기반 MCU를 대상으로 하기 때문에, 고객들은 특별 라이선스 계약에 따라 다른 Arm Cortex-M MCU에서도 독보적인 온디바이스 러닝을 비롯해 매우 효율적인 머신러닝(ML) 라이브러리를 구현 및 배포할 수 있게 된다. 이러한 변화는 엣지 AI 솔루션 채택을 가속화해 더 많은 개인과 조직이 혜택을 누리도록 지원하려는 ST의 노력을 보여준다. 레미 엘 우아잔 ST마이크로컨트롤러 및 디지털 IC 그룹 사장은 "ST의 목표는 정확하고 전력 효율적인 AI 알고리즘을 구현해 리소스가 제한된 엣지 컴퓨팅 기기에서 가능한 쉽고 빠르며 비용 효율적으로 실행되도록 지원하는 것"이라며 "이번 계기로 ST는 또 다른 이정표를 수립하게 됐고, 이로써 혁신을 더욱 가속화할 수 있을 것”이라고 말했다. 나노엣지 AI 스튜디오는 ML 알고리즘 개발을 간소화하고 가속화해 첨단 회귀 알고리즘을 이용한 이상 탐지, 유사성 인식, 분류, 예측을 용이하게 해준다. 이 툴은 디바이스 상에서 직접 학습이 가능한 초소형 풋프린트의 ML 라이브러리를 생성, 복잡한 환경에서도 예지 보전을 가능하게 하는 기능으로 업계의 여러 어워드를 수상하기도 했다. 이를 통해 사용자들은 프로젝트를 수행하는 동안 140개 이상의 STM32 개발 보드는 물론, 다른 업체들이 제공하는 1천개 이상의 생산 준비가 완료된 Arm Cortex-M MCU 에서도 활용할 수 있다. 또한 ST는 나노엣지 AI 스튜디오를 업그레이드하여 각 프로젝트 생성 단계별로 사용자를 원활하게 지원하는 새로운 사용자 환경을 제공한다. 최신 V4.3 버전에는 생성된 알고리즘의 생산 품질을 보장하는 고급 검증 도구가 포함돼 있다. 나노엣지 AI 스튜디오는 사전 선택된 대상에 대한 ML 모델의 실행 시간을 98%의 정확도로 예측해 풍부한 모델 보고서를 제공하고, 사용자가 정보를 기반으로 모델을 선택할 수 있도록 한다.

2024.01.19 11:09장경윤

세계 1위 TSMC가 내다 본 올해 파운드리 시장 전망은

세계 1위 파운드리 대만 TSMC가 올해 반도체 업황에 대해 긍정적인 견해를 내놓았다. AI 산업의 발달 및 고객사들의 견조한 수요에 입각한 판단으로, 특히 3나노미터(nm) 등 최첨단 공정의 성장세가 두드러질 전망이다. 지난 18일 TSMC는 지난해 4분기 실적발표 컨퍼런스콜을 통해 올해 사업계획 및 투자전략에 대해 설명했다. ■ 올해 파운드리 업계 20% 성장…3나노 매출 본궤도 TSMC는 지난해 연 매출 2조1천617억 대만달러(한화 약 92조7천600억원), 영업이익률 54.4%를 기록했다. 매출은 전년동기 대비 4.5% 줄었으며, 영업이익률도 6.9%p 감소했다. 다만 당초 전망치(연 매출 10% 감소)를 상회하는 등 견조한 실적을 보였다. 지난해 하반기 스마트폰 및 AI 산업용 고성능컴퓨팅(HPC) 수요가 급격히 증가한 덕분에 TSMC는 올해 이들 산업의 회복세가 더욱 뚜렷해질 것으로 내다봤다. 웨이저자(C.C.웨이) TSMC 최고경영자(CEO)는 "올해 메모리를 제외한 전체 반도체 시장은 전년 대비 10% 이상 증가할 것"이라며 "파운드리 업계의 성장률은 약 20%로 예상된다"고 밝혔다. 또한 TSMC의 성장률은 업계 성장률을 상회하는 20% 초중반대로 제시했다. 특히 TSMC는 현재 상용화된 최첨단 공정인 3나노의 효과가 올해 본격화될 것으로 보고 있다. TSMC의 3나노 매출 비중은 지난해 3분기부터 공식 집계돼, 지난해 연 매출에서 6%의 비중을 차지한 바 있다. 올해에는 해당 비중이 10% 중반대까지 확대될 전망이다. 이에 대응하는 차원에서 TSMC는 5나노 공정(N5) 일부를 3나노로 전환하는 계획을 세웠다. ■ AI 반도체 성장세, 예상보다 빠르다 첨단 파운드리 시장의 강력한 성장을 이끌 요소는 단연 AI다. 고성능 AI 반도체가 TSMC에서 차지하는 매출 비중은 아직 한 자릿 수에 불과하지만, 향후 성장 잠재력은 매우 높다는 평가를 받고 있다. 웨이저자 CEO는 "챗GPT 등의 인기로 지난해 초부터 고객사들의 첨단 전공정 및 후공정에 대한 주문이 늘었다"며 "오는 2027년에는 AI용 프로세서 매출 비중이 10% 후반대 혹은 그 이상으로 성장할 것"이라고 자신했다. 앞서 TSMC는 지난해 초 AI용 프로세서 매출 비중이 2027년 10% 초반대까지 성장할 것이라고 언급한 바 있다. 이번 컨퍼런스콜을 통해 AI 반도체에 대한 전망을 상향 조정한 셈이다. AI 반도체의 핵심 요소인 첨단 패키징 역시 수요가 강력할 것으로 전망했다. 현재 TSMC는 자체 개발한 2.5D 패키징 기술 'CoWoS', 3D 적층 기술인 'SoIC' 등을 보유 중이다. 웨이저자 CEO는 "TSMC의 첨단 패키징 기술은 현재 과잉수요 상태로, 올해 생산능력을 2배로 확장해도 충분치 않다"며 "향후 몇 년간 CoWoS, SoIC의 연평균성장률이 50%를 넘을 것"이라고 설명했다. 한편 향후 설비투자에 대해서는 신중한 모습을 보였다. TSMC는 지난해 설비투자 규모를 320억 달러로 계획했으나, 실제로는 시장 불확실성을 고려해 이보다 낮은 304억 달러를 투자했다. 올해 예상 투자 규모 역시 전년과 비슷한 280억~320억 달러로 제시했다. 분야 별로는 첨단 공정에 70~80%, 특수 기술에 10~20%, 첨단 패키징 및 테스트에 10%가 투입될 예정이다. 이와 관련 웬델 황(Wendell Huang) TSMC CFO는 "시장 상황에 따라 다르나 설비투자의 증가 속도가 점점 둔화되는 것은 사실"이라며 "자본집약도가 2021년 50% 이상으로 최고점을 기록한 뒤 2년간 40%대로 내려왔는데, 올해부터 향후 몇년 간은 30% 중반 정도를 유지할 것으로 예상한다"고 밝혔다.

2024.01.19 10:00장경윤

TSMC, 3나노 매출 비중 15%로 '껑충'…최첨단 공정 맹활약

대만 주요 파운드리 TSMC가 지난해 4분기 최선단 공정을 중심으로 견조한 실적을 기록했다. 특히 가장 최신 공정에 해당하는 3나노미터(nm) 공정의 매출 비중이 지난해 3분기 6%에서 4분기 15%로 크게 증가했다. 18일 TSMC는 연결 기준 지난해 4분기 매출 6천255억 대만달러(미화 196억2천만 달러, 한화 26조5천400억 원), 순이익 2천387억 대만달러를 기록했다고 밝혔다. 매출은 전년동기와 동일하며, 전분기 대비 14.4% 증가했다. 순이익은 전년동기 대비 19.3% 감소했으나, 전분기 대비로는 13.1% 증가했다. 반도체 및 거시경제 악화로 올해 연간 매출이 감소하기는 했으나, 이번 TSMC의 4분기 실적은 당초 가이던스 및 증권가 컨센서스(매출 6천162억 대만달러)를 웃돌았다. 업계는 주요 고객사인 애플의 첨단 모바일 AP(애플리케이션 프로세서) 양산, AI 산업 발달에 따른 고성능 서버용 칩 수요 증가가 실적에 긍정적인 영향을 끼쳤을 것으로 분석하고 있다. 실제로 TSMC의 분기별 매출 비중에서 최선단 공정이 차지하는 비중은 꾸준히 상승하는 추세다. 지난해 4분기 TSMC의 3나노 매출 비중은 15%를 기록했다. 3나노는 현재 상용화된 가장 최신의 공정이다. TSMC의 경우 지난해 3분기부터 3나노 매출 비중을 공개한 바 있다. 3분기 3나노 공정의 매출 점유율은 6% 수준으로, 1개 분기만에 2배 이상 증가했다. 이를 반영한 지난해 4분기 TSMC의 7나노 이하 첨단 공정의 매출 비중은 67%다. 1분기(51%), 2분기(53%), 3분기(59%)와 비교하면 매 분기마다 계단식 성장을 이루고 있다. 한편 TSMC는 올 1분기 매출 전망치를 180억~188억 달러로 제시했다. 중간값은 184억 달러로, 전분기 대비 6.5%가량 감소한 수치다. 총이익률과 영업이익률은 52~54%, 40~42%로 전망했다.

2024.01.18 16:39장경윤

파나소닉코리아, 헤어드라이어 '나노케어' 출시…39만8천원

파나소닉코리아는 헤어드라이어 '나노케어' 시리즈 최상위 기종인 'EH-NA0J'를 오는 25일 출시한다고 밝혔다. 신제품은 나노케어 사상 최대 풍량을 실현하면서도, 크기는 기존 제품 대비 대폭 줄인 것이 특징이다. 무게는 약 550g다. 새로 개발된 '나노이 모이스처+' 기술로 모발 수분 침투율을 높였다. 머리카락 표면뿐만 아니라 안쪽 큐티클의 작은 틈새까지 침투해 모발을 촉촉하게 하며 큐티클 밀착력을 강화한다고 파나소닉코리아 측은 설명했다. 헤어 드라이어 나노케어 EH-NA0J는 실내 온도와 드라이기 바람 온도를 감지해 자동으로 주변 온도에 맞게 드라이기의 바람 온도를 조절하고 과도한 열을 억제한다. 자동으로 온풍과 냉풍을 전환하는 '온·냉 교대 모드' 등 4가지 모드를 지원한다. 제품은 본체에 내장된 퀵 드라이 노즐 외에도 세팅 노즐과 에어 부스트 노즐, 디퓨저가 포함됐다. 제품 가격은 39만8천원이다. 파나소닉코리아 관계자는 "제품으로 머리를 말리는 것만으로도 부스스함과 곱슬기를 억제하고 정돈된 머릿결로 마무리할 수 있다"며 "염색 후 색바램, 자외선(UV)에 의한 손상, 브러싱에 의한 모발 끝 갈라짐 등 문제를 방지한다"고 말했다.

2024.01.18 10:54신영빈

기후위기 주범 탄소로 나노섬유 만든다···탄소 활용+저장 일석이조

기후위기의 주범 이산화탄소(CO₂)를 탄소나노섬유로 전환하는 기술이 개발됐다. 이산화탄소를 실제 산업에서 다양한 용도로 쓰이는 탄소나노섬유 형태로 오랜 기간 저장함으로써 탄소 중립을 앞당길 수 있으리란 기대다. 미국 에너지부(DoE) 브루크헤이븐연구소와 컬럼비아대학 공동 연구진의 이 성과는 학술지 '네이처 카탈리시스(Nature Catalysis)'에 최근 실렸다. 이산화탄소를 포집해 땅 속에 저장하거나 산업적으로 유용한 다른 소재의 원료로 사용하는 탄소포집·활용·저장(CCUS)은 기후변화를 일으키는 탄소 배출을 막을 주요 기술로 주목받는다. 하지만 탄소 저장엔 유출 위험이 따른다. 탄소를 다른 분야에 활용할 수 있는 소재로 만들려면 많은 추가 에너지가 투입되어야 한다. 탄소 기반으로 만들어진 제품이 곧바로 활용되면서 다시 대기에 탄소를 돌려보내는 결과를 낳기도 한다. 반면 이번에 개발된 기술은 상대적으로 낮은 400℃의 온도로 상압 환경에서 작업 가능하고, 오랜 기간 쓰이는 탄소나노튜브나 나노섬유 소재로 전환되어 대기에 다시 배출되기까지 기간을 연장할 수 있다. 또 공정 부산물로 차세대 에너지로 주목받는 수소도 나온다. 연구진은 이산화탄소를 탄소나노섬유로 전환하는 과정을 두 단계로 나누고 각 단계에 다른 공정과 촉매를 적용하는 방식을 택했다. 일산화탄소(CO)가 이산화탄소에 비해 탄소나노섬유로 전환하기 쉽다는 점에 착안, 우선 이산화탄소를 효율적으로 일산화탄소로 바꾸는 방법을 찾았다. 전류가 흐르면 화학 반응을 유도하는 팔라듐 전기촉매를 이용해 이산화탄소와 물(H₂O)을 일산화탄소와 수소로 분리했다. 이어 철과 코발트 합금으로 열촉매를 만들어 일산화탄소에서 탄소나노섬유를 얻었다. 1천℃ 이상의 고온 환경에서 작업해야 하는 기존 공정과 달리 400℃의 낮은 온도에서 작업 가능하다. 코발트를 약간 첨가하면 탄소 나노섬유 수율이 높아진다는 점도 확인했다. 연구진은 밀도함수이론(DFT) 기반 연산 등 컴퓨팅 모델과 X선 촬영, 투과전자현미경(TEM) 등을 통해 물질의 변화 과정도 규명했다. 사용한 금속촉매를 추출하는 방법도 찾아 재활용 길을 열었다. 진광 첸 컬럼비아대학 화학공학과 교수는 "이산화탄소에서 탄소나노섬유를 얻는 공정을 2단계로 분리함으로써 유용한 물질을 효율적으로 만들어냈다"라며 "이 공정을 모두 신재생에너지로 진행할 수 있게 되면 탄소 저감의 새로운 가능성이 열릴 것"이라고 말했다. 논문 제목은 CO₂ fixation into carbon nanofibres using electrochemical–thermochemical tandem catalysis 이다.

2024.01.15 13:33한세희

차세대 유전자 가위로···유전병 걸려 앞 못 보는 쥐 시력 일부 회복

차세대 유전자 편집 기술로 주목받는 프라임 편집의 효과를 높이는 새로운 체내 수송체가 개발됐다. 이 기술을 시력을 잃는 유전병에 걸린 쥐에 적용하자 일부 시력을 되찾았다. 미국 MIT와 하버드대학이 공동 운영하는 브로드연구소 연구진이 프라임 편집에 쓸 수 있는 고효율 인공 바이러스 유사 입자(eVLP)를 개발했다. 프라임 편집을 유전병 환자 임상에 적용 가능한 단계로 올려 놓을 수 있다는 기대가 나온다. 이 연구 결과는 학술지 '네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology)'에 8일(현지시간) 실렸다. 브로드연구소 데이빗 리우 교수가 2019년 선보인 프라임 편집은 기존 CRISPR-카스9을 이을 새로운 유전자 편집 기술로 꼽힌다. 원하는 염기서열을 절단할 수만 있고 DNA 두 가닥을 모두 절단해야 해 오류 위험이 큰 CRISPR-카스9과 달리, 프라임 편집은 절단 부위에 새로운 유전 정보를 넣어 교정도 할 수 있다. 돌연변이에 의해 변화된 DNA 서열도 수정할 수 있다. 하지만 기존 유전자 편집 방식보다 구조가 복잡해 설계가 어렵고, 가위 역할을 하는 카스9 단백질과 역전사주형, 프라이머 편집 가이드 RNA(pegRNA) 등 유전자 편집에 필요한 정교한 분자들을 환자 세포 안에 효과적으로 주입하기가 어렵다는 문제가 있다. 연구진은 바이러스 중 감염 우려가 있는 부분을 없애고 원하는 분자를 넣어 실어나를 수 있게 한 eVLP를 활용했다. eVLP는 감염을 일으키는 요소가 제거돼 실제 바이러스를 쓰는 것보다 발암 등 부작용 위험이 적지만, 효율이 떨어지고 운송하는 분자 종류에 맞춰 개별적으로 만들어야 한다는 단점이 있다. 연구진은 유전자 편집의 체내 주입 효유을 높이기 위해 eVLP와 이 안에 들어갈 분자들의 개선 작업에 나섰다. 분자가 입자 안에선 안전하게 보관되다 필요할 때엔 적절히 분리되도록 하고, 목표 세포의 핵에 효과적으로 전달되게 하는 과정의 효율을 높이는 것이 관건이었다. 각 분야에서 거둔 적은 개선 사항들이 결합되자 프라임 편집 효율이 큰 폭으로 향상됐다. 처음 연구를 시작할 때에 비해 100배 이상 효과가 좋아져 실제 임상에 적용할 수 있으리란 기대를 갖게 됐다고 연구진은 밝혔다. 이에 따라 연구진은 이 기술을 유전병을 가진 쥐에 적용했다. 미국 캘리포니아주립 어바인대학 연구진과 손잡고, 색소성 망막염과 레베르 선천성 흑암시를 일으키는 유전 변이를 지닌 쥐들에게 개발돤 eVLP로 프라임 편집 분자를 주입했다. 그 결과, 양쪽 모두 홍채 세포의 20%까지 변이가 교정되어 쥐가 시력을 일부 회복했다. 또 프라임 편집 분자를 담은 eVLP를 살아있는 쥐의 뇌에 주입하자 대뇌 피질 세포의 약 50%에서 유전자 교정이 일어났다는 사실도 확인했다. 리우 교수는 "이번 연구로 유전자 편집을 일으키는 요소들을 단백질 형태로 전달해 부작용을 줄일 수 있음을 보였다"라며 "eVLP 기술을 신체 다른 조직에도 적용할 수 있또록 연구를 확대하겠다"라고 말했다.

2024.01.08 19:22한세희

흩어진 나노팹 서비스 정보 원스톱 제공한다

과학기술정보통신부는 기관별로 산재된 국가 나노팹 서비스 관련 정보를 온라인에 모아 팹 이용자에게 원스톱으로 제공하는 '팹 서비스 통합정보시스템(MoaFab)'을 8일부터 시범 운영한다고 밝혔다. MoaFab은 여러 나노팹을 연계해 ▲팹 서비스 신청·관리 일원화 ▲신청서비스 진행 현황 실시간 모니터링 ▲예약 시간 추천 ▲팹 기관 장비 정보 제공 등의 편의 기능을 제공한다. 나노팹 기관은 ▲팹서비스 공정관리시스템을 고도화 ▲휴대 단말기를 이용한 서비스 조회·처리 ▲나노팹 기관 간 공정연계 서비스 등을 통해 운영 효율성을 높일 수 있다. 1월엔 나노종합기술원(NNFC)과 한국나노기술원(KANC), 나노융합기술원(NINT) 이용자를 대상으로 시범운영을 실시한다. 3월에 1단계 본 서비스가 개시되며, 하반기엔 한국전자통신연구원(ETRI), 서울대학교 반도체공동연구소(isrc), 대구경북과학기술원(DGIST)로 서비스가 확대된다.

2024.01.07 12:00한세희

2차원 소재 그래핀 기반 반도체 구현 첫 성공

2차원 그래핀 소재로 반도체를 구현하는데 성공했다. 그래핀을 활용해 빠르고 가벼운 새 반도체 패러다임을 열 수 있으리란 기대다. 미국 조지아공대 연구진의 이 연구 결과는 학술지 '네이처'에 3일(현지시간) 실렸다. 그래핀은 육각형의 벌집 모양으로 배열된 탄소 원자 1개층으로 이뤄진 물질로, 얇고 가벼우며 전도성과 강도가 높아 신소재로 주목받는다. 하지만 에너지를 받는 등 특정 조건에서 전자가 이동하는 밴드갭 특성이 없어 반도체로 쓰이진 못 했다. 연구진은 10년 이상의 연구를 거쳐 실리콘 카바이드 웨이퍼에 그래핀 층을 성장시켜 반도체 특성을 나타내게 하는데 성공했다. 자체 개발한 퍼너스(爐)와 도핑 기법을 활용, 그래핀 층이 성장한 에픽택셜 웨이퍼를 만들고 이것이 반도체 특성을 보임을 확인했다. 이 그래핀 반도체는 0.6eV의 밴드갭을 가지며, 기존 실리콘 반도체보다 10배 가량 높은 전자 이동도를 보였다. 다른 2차원 반도체 소재에 비해선 20배 높았다. 현재 나노 전자 구현에 필요한 특성을 모두 갖는 유일한 2차원 반도체라고 연구진은 밝혔다. 기존 실리콘 기반 반도체 공정을 활용해 제작할 수 있다는 것도 장점이다. 이번 성과가 그래핀 기반의 새 반도체 및 전자공학 패러다임을 열 첫 걸음이 될 것으로 연구진은 기대했다. 현재 실리콘 반도체는 2나노 이하 미세공정에 진입하면서 발열과 전자 누출 등의 문제로 발전 한계에 부딪힌 상황이다. 월터 드 히어 조지아공대 교수는 "이 그래핀 반도체는 매우 안정적이며 전자 이동성도 실리콘보다 10배 높다"라며 "이에 더해 기존 실리콘이 갖지 못한 특성들도 가져 새로운 활용 가능성이 높다"라고 말했다.

2024.01.04 10:49한세희

햇빛만 쬐면 성에 안 끼는 나노 필름 개발

금 나노 용액을 균일하게 증발시켜 간편하게 결빙 방지 필름 등 기능성 제품을 만드는 기술이 개발됐다. KAIST(총장 이광형)는 증발 현상만 활용해 금 나노막대 입자를 사분면으로 균일하게 패터닝하는 기술을 확보했다고 3일 밝혔다. 이 기술로 결빙 방지 및 제빙 표면도 개발했다. 최근 기능성 나노 재료를 표면에 코팅해 성질을 제어하는 연구가 활발하다. 특히 금 나노 막대는 생체에 해롭지 않고 안정적이며, 합성이 쉽다는 장점 등으로 주목받는다. 하지만 필름 표면에 나노 용액을 균일하게 증착하고, 금 나노 막대를 잘 정렬하게 하는 것이 과제였다. 나노 용액을 코팅한 후 증발시킬 때, 마치 커피 흘린 자국처럼 가장자리 부분이 진하게 나타나는 커피링 현상이 나타나며 나노 물질 응집 현상을 일으켜 성능을 떨어뜨린다. KAIST 기계공학과 김형수 교수와 화학과 윤동기 교수 공동 연구팀은 자연계에서 쉽게 추출 가능한 기능성 나노 물질인 셀룰로오스 나노크리스탈(CNC)을 활용했다. 접촉선을 향해 진행되는 커피링 유동과 반대 현상인 증발 액체방울의 자가-디웨팅 현상을 제어, 두 유체역학 현상의 균형을 이루게 했다. 이를 통해 CNC 입자를 사분면 형태로 정렬시킨 채 균일하게 증착시켰다. 이렇게 제작된 CNC 매트릭스를 템플릿으로 써 금 나노막대를 공동 자가조립했다. 이런 과정을 거쳐 용액이 균일하게 건조되면서 코팅면에 커피링 얼룩 없이 금 나노 막대가 환형으로 골고루 정렬된 필름을 제작했다. 이 필름은 가시광선 수준의 빛만 쬐어도 영하 10도 표면 위에서 방빙 및 제빙 성능을 보이는 등 향상된 광학·광열 성능을 보였다. 김형수 교수는 "이 기술을 외장재 및 필름에 활용하면 자동차 성에, 항공기 제빙, 주거·상용 공간 유리창 등 다양한 분야에서 열에너지 하베스팅 효과를 통한 에너지 절약 효과를 가져다 줄 것"이라고 기대했다. 윤동기 교수는 "필름화하기 힘들었던 나노셀룰로오스-금입자 복합체를 대면적에서 자유롭게 패터닝해 결빙 소재로 사용할 수 있고, 금의 플라즈모닉 성질을 이용한다면 유리를 장식하는 스테인드 글래스처럼 사용할 수 있다"라고 말했다. 이 연구는 한국연구재단 개인기초 중견 연구와 멀티스케일 카이랄 구조체 연구센터 지원을 받아 수행됐으며 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 최근 게재됐다. 논문 제목은 Plasmonic Metasurfaces of Cellulose Nanocrystal Matrices with Quadrants of Aligned Gold Nanorods for Photothermal Anti-Icing 이다.

2024.01.03 14:06한세희

삼성 vs TSMC, 새해 '2세대 3나노 공정' 진검승부...수율이 관건

삼성전자와 대만 TSMC가 연내에 2세대 3나노미터(mn) 공정 양산을 시작하며 경쟁에 돌입할 예정이다. 두 회사는 2022년 1세대 3나노 공정에 이어 약 2년 만에 차세대 공정에서 칩을 생산한다는 점에서 주목된다. 2세대 3나노 공정은 성능뿐 아니라 수율 향상 여부에 따라 대형 고객사 확보에 영향을 미칠 것으로 보인다. 삼성전자는 2022년 6월 세계 최초로 3나노(SF3E) 공정 양산을 시작한데 이어 올해 2세대 3나노(SF3) 공정 양산을 앞두고 있다. 앞서 삼성전자가 지난해 5월 일본 도쿄에서 개최된 글로벌 반도체 학회 'VLSI 심포지엄'에서 공개한 정보에 따르면 2세대 3나노 공정은 1세대(SF3E) 보다 향상된 게이트올어라운드(GAA) 공정을 적용했다. 그 결과 2세대 3나노 공정은 삼성전자의 이전 4나노 핀펫(FinFET) 공정 대비 성능이 22% 빨라지고, 전력 효율은 34% 향상됐으며, 로직 면적은 21% 더 작은 크기를 제공한다. 삼성전자는 2세대 3나노 공정에서 글로벌 서버향 업체를 고객사로 확보한 것으로 알려졌다. TSMC 또한 2022년 12월 3나노(N3) 공정 양산에 이어 올해 상반기 2세대 3나노(N3E) 공정을, 하반기에 고급 공정인 3나노(N3P)에서 칩 양산을 시작할 계획이다. TSMC에 따르면 1세대 3나노(N3) 공정이 5나노 공정(N5) 보다 성능이 10~15% 증가하고 전력소비가 25~30% 감소했다면, 2세대 3나노(N3E) 공정은 성능이 18% 증가하고 전력소비 32% 감소하며 업그레이드됐다. 또 N3P 공정은 N3E 보다 성능이 5% 향상, 전력소비가 5~10% 감소, 칩 밀도가 1.04배 증가했다. TSMC는 2세대 3나노 공정 고객사로 애플, 미디어텍, AMD, 엔비디아, 퀄컴 등을 확보한 것으로 알려져 있다. N3E 공정에서 생산되는 칩은 하반기에 출시되는 아이폰16용 모바일 프로세서(AP) 'A18 프로'가 대표적이다. 삼성 3나노부터 GAA 선제적 도입, TSMC 핀펫 유지…수율 확보 중요 3나노 공정은 삼성전자가 차세대 트랜지스터 구조인 GAA를 채택했고, TSMC는 기존 공정인 핀펫(FinFET) 구조를 유지하고 있다는 점에서 차이가 있다. GAA는 채널의 3개 면을 감싸는 기존 핀펫구조와 비교해, 게이트의 면적이 넓어지며 공정 미세화에 따른 트랜지스터 성능 저하를 극복하고 데이터 처리 속도와 전력 효율을 높이는 차세대 기술로 꼽힌다. TSMC는 2나노 공정부터 GAA 구조를 적용할 계획이다. 삼성전자 파운드리 사업에 정통한 업계 관계자는 "삼성전자가 GAA를 일찍 도입한 결과 2세대 3나노 성능이 1세대 보다 안정화됐다"라며 "첨단 공정이 궁극적으로 GAA 구조로 가고 있는 만큼, 먼저 노하우를 쌓은 삼성전자가 유리할 수 있다"고 말했다. 이 관계자는 또 "삼성전자가 2세대 3나노 공정에서 수율을 높인다면, '반격'의 계기를 마련해 TSMC와 진검승부를 할 것"이라고 덧붙였다. TSMC도 2세대 3나노 공정에서 수율 확보가 절실한 상황이다. 그동안 TSMC는 수율이 70%를 넘어야 애플로부터 웨이퍼의 제값을 받아 왔는데, 1세대 3나노 공정 수율이 70%에 도달하지 못하자, 동작하는 칩(KGD·known good die)만 판매하기로 계약한 바 있다. TSMC 입장에서는 손해를 보더라도 애플과 같은 대형 고객사를 유지하는 것이 낫다고 판단했기 때문이라는 해석이다. 업계 관계자는 "작년에 TSMC가 3나노의 낮은 수율 때문에 투입된 웨이퍼 단위로 가격을 받지 않고, 양품의 칩만을 애플에 청구하는 방식으로 계약한 것은 이례적인 케이스"라며 "TSMC도 2세대 3나노 공정 수율을 높여 애플 외에 여러 고객사를 확보하는 것을 목표로 할 것이다"고 말했다. 한편, 삼성전자와 TSMC는 내년부터 2나노 공정 기반으로 칩 양산을 목표로 한다. 삼성전자는 오는 2025년 모바일 향 중심으로 2나노 공정(SF2)을 양산하고, 2026년 고성능 컴퓨팅(HPC)향 공정, 2027년 오토모티브향 공정으로 확대할 계획이다. 1.4나노 공정은 2027년 양산을 목표로 하고 있다. TSMC는 내년에 2나노 공정(N2), 2026년에는 업그레이드된 2나노 공정 N2P와 N2X를 각각 선보일 예정이다. 아울러 인텔도 가세해 올해 하반기에 인텔 20A(2나노급) 공정, 내년에 인텔 18A(1.8나노급) 공정으로 양산을 목표로 세웠다.

2024.01.03 13:09이나리

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