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세계에서 가장 작은 나노전자소자 공동 개발
KAIST 최양규 교수팀 / 나노종합팹센터 공동 연구
새로운 구조의 3차원 3nm급 나노전자소자(FinFET) 공동개발
현재 반도체소자 기술의 한계를 극복하여 향후 세계 반도체 시장에서 유리한 입지 확보
KAIST (총장 로버트 러플린) 최양규 교수팀과 나노종합팹센터(소장 이희철)가 테라급 차세대 반도체소자에 적용 가능한 세계에서 가장 작은 새로운 구조의 3차원 3nm급 ‘나노전자소자(FinFET)’를 공동 개발하는데 성공했다
이번에 공동 개발한 나노전자소자는 게이트가 채널의 전면을 감싸고 있는 새로운 형태의 3차원 구조를 고안하여 3nm급 트랜지스터를 개발한 것이다.
이것은 기존의 실리콘 반도체 기술의 한계를 한단계 진전시킨 의미 있는 연구 결과이다.
칩의 집적도를 높이기 위한 5nm급 나노소자 구현은 기존의 실리콘 기술이 아닌 탄소나노튜브나 분자소자 등과 같은 신소재를 사용해야 할 것으로 예상되었으나, 본 연구 결과는 실리콘 기술만으로도 5nm급 이하 소자 구현이 가능하고 ‘무어의 법칙’이 향후 20년 이상 계속 유지될 수 있다는 가능성을 제시했다.
현재까지 발표된 세계에서 가장 작은 소자는 2003년 12월 일본 NEC가 국제전자소자회의(IEDM)에서 발표한 ‘표준형 2차원 평면 소자구조를 이용한 4nm 소자’로 알려져 있으나, 이는 누설 전류가 크고 동작 시 충분한 전류를 얻지 못하는 등 만족스러운 소자 특성을 얻지는 못했다.
그러나 공동 개발된 3차원 구조(게이트가 채널의 전면을 감싸고 있는 구조)는 NEC의 4nm 소자에 비해 소자의 크기가 작을 뿐만 아니라 ‘단채널 효과’가 크게 개선된 결과를 얻었다.
이번에 공동 개발된 나노소자는 프로세서나 테라급 DRAM, SRAM, 플래시 메모리 소자로 응용이 가능하며, 휴대인터넷, 동영상 회의, 입는 컴퓨터 등의 차세대 정보처리 기기의 필수부품으로 사용될 것으로 전망되며, 컴퓨터의 두뇌에 해당되는 마이크로프로세서에 이 나노소자를 적용할 경우 처리속도가 100GHz (현재보다 25배 빠름)를 넘을 수 있을 것으로 예상된다.
전체 반도체 시장의 연평균 성장률을 7%로 가정할 경우 그 시장 규모가 2015년에는 480조로 예상되는데, 이 중 공동 개발된 3nm급 3차원 소자가 약 35% 정도를 차지할 것으로 기대된다.
이번 공동 연구개발을 통하여 얻은 차세대 나노 집적회로의 원천기술 및 응용기술은 앞으로도 우리나라가 세계 반도체 시장에서 유리한 입지를 확보하는데 기여할 것으로 평가된다.
이번 연구 성과는 오는 6월 13일 미국 하와이에서 개막되는 권위적인 국제 학술회의인 “초고집적회로 국제학회(Symposium on VLSI Technology)”에서 발표될 예정이다.
앞으로 한국과학기술원과 나노종합팹센터는 공동 프로젝트를 통하여 단위소자뿐만 아니라 3nm FinFET 제작 기술을 응용한 아날로그 및 디지털 RF 회로 등에 접목하는 양산성에 대한 추가적인 연구를 계속 진행할 예정이다.
※ 1테라 NAND 플래시는 엄지 손톱만한 크기의 칩 속에 12,500년분의 신문기사와 50만곡의 MP3 파일, 1,250편의 DVD 영화를 저장할 수 있고, 나노소자 칩을 가로, 세로에 각각 10개씩 배열하여 휴대하면 한 사람이 일생동안 보고 들은 것을 모두 저장할 수 있는 용량
2006.03.17
조회수 20145
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솔-젤 응용기술연, AT&S사와 PCB 제작기술 공동개발 협약
KAIST, 오스트리아 AT&S사와 PCB 제작기술 공동개발 협약 국내 대학에서 개발한 소재를 선진 외국회사가 원천기술로 인정
KAIST 솔-젤 응용기술연구센터(센터장 배병수 裵秉水 신소재공학과 교수, 43)는 유럽 최대 PCB(Printed Circuit Board, 인쇄회로기판) 생산업체인 오스트리아의 AT&S사와 차세대 광배선(光配線) PCB 제작기술을 공동 개발키로 했다.
지난달 말일, 裵 교수는 오스트리아 AT&S사를 방문, AT&S사의 민지트 생산담당 부사장, 라이싱 연구개발담당 부사장이 참석한 가운데 협약 조인식을 가졌다. AT&S사는 현재 세계 3위의 핸드폰 PCB 생산업체로 유럽 핸드폰 PCB의 40%, 전세계 핸드폰 PCB의 15%를 공급하고 있으며, 오스트리아 이외에 인도와 중국에 생산공장을 갖고 있는 세계적인 PCB 전문업체이다.
AT&S사는 KAIST에서 개발된 포토 하이브리머 재료를 사용, 레이저 조사에 의해 직접 광배선 회로를 인쇄하는 기술을 개발하여 광배선 PCB생산에 적용하게 된다.
AT&S사는 지난 2년간 포토 하이브리머를 포함한 전세계의 가능한 여러 재료를 시험하여 포토 하이브리머를 가장 우수한 소재로 인정하여 차세대 광배선 재료로 사용하기로 결정하여 이번 공동개발 협약을 하게 되었다. KAIST는 현재 이와 관련한 원천 특허를 보유하고 있으며, AT&S사는 공동개발에 필요한 연구비를 지원하게 되며, 공동개발 후에 KAIST로부터 기술 실시를 하고, 재료는 국내에서 생산하여 공급할 계획이다.
컴퓨터를 포함한 전자제품들이 처리해야 하는 데이터의 양은 많아지고 연산속도는 점점 증가되고 있다. 이에 따라 기판상에 집적되는 고속 칩의 수도 증가되면서 기존의 전기배선으로는 고속 PCB를 구현하는데 한계가 있다. 차세대 PCB의 회로는 전기를 대신, 고속 및 대용량 전송이 가능하고 손실이 적으며 전자파장애와 열방출이 없는 빛으로 신호가 전송되는 광배선 회로로 전환될 전망이다.
KAIST 솔-젤 응용기술연구센터는 "나노 하이브리드 재료"라는 원천기술을 보유하고 있으며, 이 기술을 하이브리머라고 이름 짓고 이를 광소자와 디스플레이 등에 적용하는 기술들을 개발하고 있다. 하이브리머 재료는 기존에 사용되는 외국 선진회사들의 광소재와 비교한다면, 두꺼운 막 제조가 용이하고, 광특성이 우수하며, 고온에서 잘 견디고, 값싸게 생산공정에 적용될 수 있다. 따라서 광소자와 디스플레이는 물론 전자회로 제작에 실용될 수 있는 우수한 광소재로서 2004년 대한민국 기술대상을 수상한 기술이다.
특히 포토 하이브리머로 명칭된 광민감성 소재는 단순한 광조사만으로 광배선 회로가 저절로 인쇄되는 새로운 기술 소재이다. 이는 기존의 광배선 회로 제작에 필요한 많은 단계의 공정을 생략할 수 있어, 값싸고 쉽게 광배선 회로가 인쇄되는 획기적 신기술로 미국의 대표적인 광기술 잡지인 "포토닉 스펙트라"지 2월호에 소개됐다.
이번 공동개발 협약의 의미에 대해서 裵 교수는 국내 대학에서 개발한 소재를 선진 외국회사가 원천기술로 인정, 직접 자사의 차세대 기술에 사용하게 되었다며, 첨단 제품에 사용되는 주요 소재를 주로 외국에서 수입하는 국내 현실에 비추어 매우 뜻깊은 일이다라고 밝혔다.
2005.04.12
조회수 24445
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솔-젤 응용기술연, AT&S사와 PCB 제작기술 공동개발 협약
KAIST 솔-젤 응용기술연구센터(센터장 배병수 裵秉水 신소재공학과 교수, 43)는 유럽 최대 PCB(Printed Circuit Board, 인쇄회로기판) 생산업체인 오스트리아의 AT&S사와 차세대 광배선(光配線) PCB 제작기술을 공동 개발키로 했다.
지난달 말일, 裵 교수는 오스트리아 AT&S사를 방문, AT&S사의 민지트 생산담당 부사장, 라이싱 연구개발담당 부사장이 참석한 가운데 협약 조인식을 가졌다. AT&S사는 현재 세계 3위의 핸드폰 PCB 생산업체로 유럽 핸드폰 PCB의 40%, 전세계 핸드폰 PCB의 15%를 공급하고 있으며, 오스트리아 이외에 인도와 중국에 생산공장을 갖고 있는 세계적인 PCB 전문업체이다.
AT&S사는 KAIST에서 개발된 포토 하이브리머 재료를 사용, 레이저 조사에 의해 직접 광배선 회로를 인쇄하는 기술을 개발하여 광배선 PCB생산에 적용하게 된다.
AT&S사는 지난 2년간 포토 하이브리머를 포함한 전세계의 가능한 여러 재료를 시험하여 포토 하이브리머를 가장 우수한 소재로 인정하여 차세대 광배선 재료로 사용하기로 결정하여 이번 공동개발 협약을 하게 되었다. KAIST는 현재 이와 관련한 원천 특허를 보유하고 있으며, AT&S사는 공동개발에 필요한 연구비를 지원하게 되며, 공동개발 후에 KAIST로부터 기술 실시를 하고, 재료는 국내에서 생산하여 공급할 계획이다.
컴퓨터를 포함한 전자제품들이 처리해야 하는 데이터의 양은 많아지고 연산속도는 점점 증가되고 있다. 이에 따라 기판상에 집적되는 고속 칩의 수도 증가되면서 기존의 전기배선으로는 고속 PCB를 구현하는데 한계가 있다. 차세대 PCB의 회로는 전기를 대신, 고속 및 대용량 전송이 가능하고 손실이 적으며 전자파장애와 열방출이 없는 빛으로 신호가 전송되는 광배선 회로로 전환될 전망이다.
KAIST 솔-젤 응용기술연구센터는 "나노 하이브리드 재료"라는 원천기술을 보유하고 있으며,
이 기술을 하이브리머라고 이름 짓고 이를 광소자와 디스플레이 등에 적용하는 기술들을 개발하고 있다. 하이브리머 재료는 기존에 사용되는 외국 선진회사들의 광소재와 비교한다면, 두꺼운 막 제조가 용이하고, 광특성이 우수하며, 고온에서 잘 견디고, 값싸게 생산공정에 적용될 수 있다. 따라서 광소자와 디스플레이는 물론 전자회로 제작에 실용될 수 있는 우수한 광소재로서 2004년 대한민국 기술대상을 수상한 기술이다.
특히 포토 하이브리머로 명칭된 광민감성 소재는 단순한 광조사만으로 광배선 회로가 저절로 인쇄되는 새로운 기술 소재이다. 이는 기존의 광배선 회로 제작에 필요한 많은 단계의 공정을 생략할 수 있어, 값싸고 쉽게 광배선 회로가 인쇄되는 획기적 신기술로 미국의 대표적인 광기술 잡지인 "포토닉 스펙트라"지 2월호에 소개됐다.
이번 공동개발 협약의 의미에 대해서 裵 교수는 국내 대학에서 개발한 소재를 선진 외국회사가 원천기술로 인정, 직접 자사의 차세대 기술에 사용하게 되었다며, 첨단 제품에 사용되는 주요 소재를 주로 외국에서 수입하는 국내 현실에 비추어 매우 뜻깊은 일이다라고 밝혔다.
2005.04.12
조회수 19258
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한국공학상에 곽병만(기계), 우성일(화공)교수
한국과학재단은 30일 제6회 한국공학상 수상자로 KAIST의 곽병만(59), 우성일(53) 교수 등 4명을 선정했다.
KAIST 기계공학과의 곽 교수는 기계재료분야에서, 우 교수는 화학공학분야에서 각각 선정됐고, 이 밖에도 전기전자분야에 현동석 한양대 전자전기컴퓨터공학부 교수(55), 건축토목분야에 홍성완 한국건설기술연구원 지반연구부 박사(60)가 각각 선정됐다.
곽병만 교수는 최적설계분야의 국내외 리더로 토폴로지 최적설계에서 새로운 민간도법에 의해 기존구조로 셀을 추가하는 방법과 이론을 최초로 제안해 설계가 가능토록 했다.
우성일 교수는 세계적으로 300편이상의 논문 및 특허를 발표했으며 개발기술을 관련 회사에 제공해 국제경쟁력을 높이고 국내 촉매 및 반도체 공정분야 학문발전에 크게 공헌했다.
현 교수는 산업의 대형화에 따른 전력장치 및 설비의 대용량화에 필수적인 전력변환시스템의 고압화 구현을 위해 임의의 전압으로 확대 가능한 새로운 중성점 제한형 멀티레벨의 회로구성과 제어기업을 세계에서 처음으로 개발했다.
또한 홍 박사는 전통적인 터널엔지니어링 기술에 지리정보시스템, 가상현실, 인공지능기법 등의 가시화 첨단기법을 적용해 온라인으로 터널현장을 실시간 관리하는 정보관리시스템을 개발했다.
시상은 내년 1/4분기중 대통령이 직접 실시하며 수상자에게는 대통령 상장과 함께 상금 5천만원이 지급된다.
2004.12.31
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