윤석열 정부가 반도체 산업 육성 정책을 본격 추진하겠다고 하자 전국 지방자치단체들이 지역경제 활성화를 위해 ‘반도체 특화단지’를 유치하는 데 사활을 걸고 있다. 광주시와 전남도는 광주·전남 상생 1호 공약으로 반도체특화단지를 조성하겠다고 7일 밝혔다. 두 광역 단체는 기술력과 풍부한 인적·물적 자원, 넓은 입지를 강점으로 꼽고 있다. 광주시는 인공지능(AI) 분야의 기술력과 인프라를 내세우고 있다. 2024년까지 첨단3지구에 조성하는 AI집적단지를 통해 각종 인프라와 기업, 인재와 기술을 집약해 반도체 산업과 긴밀하게 연계할 수 있다고 강조한다. 전남도는 장성군과 함께 300만평 규모의 부지를 조성하기로 이미 합의했고 자원·인력 수급도 원활하다는 점을 내세우고 있다. 특히 나주 혁신도시에 들어선 한국전력공사를 통해 전력의 송배전 등 안정적인 전력 공급이 가능하고, 한국에너지공과대를 통해 양질의 인력을 공급할 수 있다는 것을 장점으로 내세운다. 경기 북부에선 의정부가 나섰다. 김동근 의정부시장은 미군이 철수한 캠프 스탠리 부지를 활용하고, 서울과의 접근성을 내세워 삼성전자와 SK하이닉스공장을 유치하겠다는 전략을 세웠다. 삼성반도체 공장 유치를 공약으로 내세운 김진태 강원지사는 초대 경제부지사에 반도체 부문 팀장(전무)을 거친 정광열 전 삼성전자 부사장을 임명했다. 부산시는 시스템 반도체 중 하나인 파워반도체 육성 및 클러스터 구축에 속도를 내고 있다. 파워반도체는 자동차용 반도체로 쓰이는데, 앞으로 중견 기업 10여곳을 유치한다는 계획이다. 대전시는 카이스트에서 지난 20년간 축적한 차세대 나노반도체 연구 개발 성과를 토대로 나노반도체 산업단지와 종합연구원을 설립하고 기업을 유치하기 위해 발벗고 나섰다. 대구시와 경북도는 차세대 반도체인 ‘와이드밴드갭(WBG) 반도체’ 생태계 조성 사업에 나섰다. 대구시는 소재·장비 국산화 및 전문인력 양성 허브를 구축하고, 경북도는 부품·모듈·공정 국산화 및 파운드리 생산설비 거점을 육성할 계획이다. 하지만 지자체의 열정만으로 반도체 공장이 세워지는 건 아니다. 안정적인 전력 공급을 해결하는 것은 물론 반도체 공장으로의 집중적인 전력 공급에 따른 인근 지역 전력의 공급 불안도 해소해야 한다. 또 반도체는 진동에 매우 예민한 부품이어서 지진의 영향이 없는 곳에 공장이 들어서야 한다. 반도체 업계의 한 관계자는 “반도체 공장을 짓기 위해선 다양한 여건을 따져 봐야 한다. 기업 입장에선 균형 발전보다 공장이 원활하게 가동될 수 있는 입지를 찾아야 한다”면서 “인재 유치나 협력사 생태계까지 고려해야 하기 때문에 신중할 수밖에 없다”고 말했다. 광주 서미애 기자

윤석열 정부가 반도체산업 육성정책을 본격 추진하겠다고 하자 전국 지방자치단체들이 지역 경제 활성화를 위해 ‘반도체 특화단지’를 유치하는데 사활을 걸고 있다. 특히 ‘기회발전특구특별법’을 제정해 지방주도 특화산업과 투자자 범위를 구체화할 계획이어서 유치 경쟁이 더욱 뜨거워지고 있다. 7일 지자체와 반도체업계에 따르면 대표적인 곳이 광주광역시와 전라남도다. 이들 자치단체는 광주·전남 상생 1호 공약으로 반도체특화단지를 조성하겠다고 밝히고 추진 중이다. 기술력과 풍부한 인적·물적 자원, 넓은 입지를 들며 자신이 최적지임을 강조하며 총력전을 펴고 있다. 광주시는 인공지능(AI) 분야의 독보적 기술력과 인프라를 내세우고 있다. 오는 2024년까지 첨단3지구에 조성하는 AI집적단지를 통해 각종 인프라와 기업, 인재와 기술을 집약, 반도체 산업과 긴밀하게 연계할 수 있다고 강조한다. 전라남도는 장성군이 자신들과 300만평 규모의 부지 조성 절차를 진행하기로 해 부지 선정과 자원·인력 수급이 원활하다는 점을 내세우고 있다. 여기에 나주혁신도시에 들어선 한국전력공사를 통해 전력의 송·배전 등 안정적인 전력 공급이 가능하고, 한국에너지공과대학교를 통해 인력을 수급한다는 것을 장점으로 내세웠다. 경기 북부에선 의정부가 나섰다. 김동근 의정부시장은 미군이 철수한 캠프 스탠리 부지를 활용하고, 서울과 접근성을 내세워 삼성전자와 SK하이닉스공장을 유치하겠다는 전략을 세웠다. 삼성반도체 공장 유치를 공약으로 내세운 김진태 강원지사는 초대 경제부지사에 반도체 부문 팀장(전무)을 거친 정광열 전 삼성전자 부사장을 임명하며 공약 추진에 시동을 걸었다. 부산시는 시스템 반도체 중 하나인 파워반도체 육성 및 클러스터 구축에 속도를 내고 있다. 파워반도체는 자동차용 반도체로 쓰이는데, 앞으로 중견기업 10여 개를 유치한다는 방침이다. 대전시는 카이스트에서 지난 20년간 축적한 차세대 나노반도체 연구개발 성과를 토대로 나노반도체 산업단지와 종합연구원을 설립하고 기업을 유치하려고 발벗고 나섰다. 대구시와 경북도는 차세대 반도체인 ‘와이드밴드갭(WBG) 반도체 생태계 조성사업’을 추진한다. 대구시는 소재·장비 국산화 및 전문인력 양성 허브를 구축하고, 경북도는 부품·모듈·공정 국산화 및 파운드리 생산설비(Foundry Fab) 거점으로 육성할 계획이다. 하지만 지자체의 열정만으로 반도체 공장이 세워지는 건 아니다. 입지로 선정되긴 위한 조건이 까다롭다. 여기에 안정적인 전력 공급도 필수적이다. 배선이 끊기거나 배선이 지나가는 길목에서 시민들의 불편이 생기면 안된다. 반도체는 진동에 매우 예민한 부품인 만큼 지진의 영향이 없는 곳에 공장이 들어서야 한다. 반도체업계의 한 관계자는 “반도체 공장을 짓기 위해선 다양한 여건을 따져봐야 한다. 기업 입장에선 균형발전보다 공장이 원활하게 가동될 수 있는 입지를 찾아야 한다. 인재 유치나 협력사 생태계까지 고려해야 하기 때문에 신중할 수밖에 없다”고 말했다.

충남 아산의 입지 호재를 합리적으로 누리는 올전세형 고품격 하이엔드 아파트 ‘아산 아르니 퍼스트’가 7월 오픈한다. ‘아산 아르니 퍼스트’는 30여년의 역사와 노하우를 통해 2021년 5월 기준신용평가등급 A0등급을 획득한 새천년종합건설(주)이 새롭게 선보인 하이엔드 아파트 브랜드다. Art(예술)과 Annee(시대)를 조합한 아르니(ARNEE)라는 브랜드명에 걸맞은 고품격 주거공간을 선보일 예정이다. 이를 위해, 아산 최초로 유명미술작가와의 아트 콜라보레이션을 통해 단지 내에서 예술작품을 감상하는 느낌을 줄 수 있는 예술특화설계를 도입했다. 단지는 전 세대 선호도 높은 전용면적 84㎡ A·B타입, 총 498세대 대단지로 조성되며, 29층 초고층 랜드마크로 조성돼 탁 트인 신정호유원지를 조망할 수 있다. 일부 세대는 4Bay 혁신설계로 채광과 통풍을 극대화하고, 29층 초고층 랜드마크로 조성돼 탁 트인 신정호 조망을 누릴 수 있는 것이 특징이다. 단지 바로 앞에는 유치원부터 신정초·중이 위치해 있고 아산중·고 온양중·고, 온양여중·고, 한올중·고, 온양용화중, 순천향대학교 등 탄탄한 학군이 형성돼 있어 최적의 교육환경을 갖췄다. 생활 편의 인프라가 풍부한 것도 장점이다. 농협하나로마트, 하이웨이클럽마트, 롯데마트, 이마트 등이 인접해 원스톱 라이프를 누릴 수 있다. 삼성디스플레이 14조원 투자(예정), 삼성전자 나노시티 온양캠퍼스, 아산현대모터스밸리, 아산테크노밸리 등 각종 호재가 예고돼 있어 대규모 인구유입에 따른 인프라 확충 및 직주근접 프리미엄 등 미래가치도 기대된다. ‘아산 아르니 퍼스트’는 7월 중 오픈 예정이며, 주택전시관은 충청남도 아산시 풍기동에 자리한다.

전라남도가 지역 과학계와 손잡고 기초과학연구와 첨단산업의 총아로 평가받는 ‘초강력 레이저 연구시설’ 유치를 본격 추진하고 나섰다. 전남도는 5일 제주국제컨벤션센터에서 한국광학회, 한국과학기술단체총연합회 광주전남지역연합회 등 지역 과학계와 함께 ‘초강력 레이저 연구시설 구축 심포지엄’을 갖고 2023년 유치를 목표로 추진 중인 초강력 레이저 연구시설의 조속한 구축과 국가적 지원을 요청했다. 이날 행사에서 좌장을 맡은 석희용 광주과학기술원(GIST) 물리광과학과 교수 등 참석자들은 “우리나라가 국제적으로 기초과학 연구를 선도하고 레이저 원천기술을 선점하기 위해선 초강력 레이저 연구시설에 대한 국가 차원의 전폭적 지원이 필요하다”며 “초강력 레이저 연구시설을 중심으로 기초연구와 전문인력 양성, 레이저 연구기관 유치, 레이저산업 클러스터 조성 등의 지원이 이뤄져야 한다”고 말했다. 이들은 또 광주·전남의 경우 광주에 광산업단지와 레이저 관련 기업이 있고 광산업 진흥원과 광기술원, 광주과학기술원의 고등광기술연구소를 비롯해 전남테크노파크의 레이저센터 등 레이저 관련 자원들이 집적돼 있어 초강력 레이저 연구시설의 효율성을 높일 수 있다고 주장했다. 특히 광주·전남은 과학기술 인프라가 다른 지역에 비해 부족하다며 균형발전 차원에서도 초강력 레이저 연구시설을 유치해야 한다고 강조했다. 초강력 레이저 연구시설은 초고출력 및 고에너지 레이저를 기반으로 기초과학뿐만 아니라 반도체, 광학소자, 나노부품 초미세 가공, 우주?항공용 금속 개발, 레이저 무기, 의료장비 개발 등 다양한 분야에 응용이 가능한 첨단시설로 최근 미국, 중국, 등 세계 각국이 경쟁적으로 건립에 나서고 있다. 초강력 레이저 연구시설을 전남에 유치하면, 에너지 신산업뿐만 아니라 반도체, 우주항공, 신소재 등 레이저 관련 국가 첨단산업의 선점은 물론 90% 이상 해외수입에 의존하는 레이저 핵심부품의 국산화를 통해 관련 기업을 유치하고 양질의 일자리를 창출할 수 있게 된다. 전남도는 초강력 레이저 연구시설 유치 공감대 확산을 위해 지난해부터 대학과 연구기관, 학회 등과 협약을 체결하고 전문가 포럼을 개최하는 한편 앞으로 초강력 레이저 연구시설의 국가 중장기계획 반영을 건의할 방침이다. 박창환 전남도 정무부지사는 “GIST, 전남테크노파크 레이저센터, 광주 광산업 단지가 연계된 전남은 레이저 연구와 신산업 육성 최적지”라며 “에너지, 반도체, 국방 등 첨단산업의 글로벌 경쟁력을 높이고 국가 핵심 원천기술을 선도하도록 초강력 레이저 연구시설을 반드시 전남에 유치해 세계 최고 수준의 연구시설로 키우겠다”고 말했다.

충남 천안의 한국기술교육대학교는 메카트로닉스공학부 김병기 교수 연구팀이 다수 음원 추적이 가능한 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS, Micro-Electro-Mechanical Systems) 마이크로폰 개발에 성공했다고 4일 밝혔다. 마이크로폰은 소리를 전기신호로 바꿔 주는 소자로서, 휴대폰·보청기·스마트 스피커·스마트 TV 등의 핵심부품으로 활용되고 있다. 한기대에 따르면 이번에 개발된 MEMS 마이크로폰은 8.5㎜×8.5㎜ 크기의 초소형 실리콘 기판에 3개의 마이크로폰이 배열돼 동시에 발생 된 최대 3개의 음을 각각 추적하고 각 음성을 따로 기록할 수 있다. 3차원 공간에서 임의로 들어오는 음원의 방향 측정과 그 음원을 높은 신호 대비 잡음 비율로 전기신호로 바꾸는 것도 가능하다고 한기대는 설명했다. 예를 들어 기존의 스마트 스피커는 두 사람이 동시에 명령을 내리는 경우, 기기의 인식률이 매우 낮았으나 해당 기술을 사용하면 동시에 두 개의 명령을 각각 인식해 둘 다 실행시킬 수 있게 된다. 연구 책임자인 김병기 교수는 “해당 기술은 다수의 음성과 음원을 찾아내는 기능이 필요한 보안용 카메라, 군사적 목적의 센싱 시스템뿐만 아니라 일상생활에서 음성을 이용한 기계·컴퓨터 등과의 교류를 원활히 하는데 탁월한 기능을 발휘할 것으로 예상한다”며 “기존에 없던 이러한 기능을 손톱만한 작은 사이즈로 구현 했다는 점에서 향후 활용 가능성이 매우 높다”고 설명했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부의 ‘중견연구자지원사업’과 교육부의 ‘대학중점연구소사업’의 지원을 받아 수행됐다. 연구결과는 ‘An mm-sized biomimetic directional microphone array for sound source localization in three dimensions (3차원 음원 추적이 용이한 생체모방형 초소형 지향성 마이크로폰)’이라는 제목으로 세계적인 과학분야 학술 출판사인 ‘스프링거 네이처(Springer Nature)’가 발행하는 ‘마이크로시스템 앤 나노엔지니어링(Microsystems & Nanoengineering)’지의 6월호에 게재됐다.

“메모리에 이어 파운드리를 포함한 시스템반도체 분야에서도 확실히 1등을 하도록 하겠다.”(2019년 시스템반도체 비전 선포식) 삼성전자가 전 세계 최초로 3나노(㎚·나노미터) 반도체 양산에 성공하며 이재용 삼성전자 부회장의 ‘2030년 시스템반도체 1위’ 목표에 한 발짝 더 다가서게 됐다. 삼성전자는 게이트올어라운드(GAA) 기술을 적용한 3나노 파운드리(반도체 위탁생산) 공정 기반의 초도 양산을 시작했다고 30일 밝혔다. 3나노 공정은 현재 반도체 제조 공정 가운데 가장 앞선 기술로, GAA 기술을 적용한 것은 삼성전자가 첫 사례다. 파운드리 독립사업부를 꾸린 지 5년 된 삼성전자가 35년 역사를 자랑하는 파운드리 1위 업체 대만의 TSMC보다 기술적 우위에 선 것이다. 삼성전자는 3나노 반도체를 ‘게임 체인저’로 삼고 1위 추격에 본격 시동을 건다. 3나노는 반도체 회로의 선폭을 가리키는 것으로, 머리카락 굵기의 10만분의3 수준이다. 선폭이 좁을수록 고효율, 고성능, 저전력의 반도체를 만들 수 있다. 웨이퍼에서 더 많은 칩을 만들 수 있어 생산성도 높아진다. GAA는 반도체를 구성하는 트랜지스터에서 전류가 흐르는 ‘채널’ 4개 면을 스위치 역할을 하는 게이트가 상하좌우 전방위로 감싸는 형태다. 위·왼쪽·오른쪽 3개 면만 감싸는 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력은 45% 절감되고 성능은 23% 높아진다. 면적도 16% 축소돼 더욱 효율적인 활용이 가능하다. 내년에 도입할 GAA 2세대 공정은 전력 50% 절감, 성능 30% 향상, 면적 35% 축소 등으로 대폭 진화한다.삼성전자가 파운드리 시장에서 기술로 먼저 치고 나가는 것은 높은 성장성 때문이다. 시장조사기관 옴디아에 따르면 3나노 이하 글로벌 파운드리 매출(종합반도체기업 제외)은 올해 39억 7100만 달러(약 5조원)에서 2025년 254억 500만 달러(약 33조원)로 3년 새 539.8% 급증할 것으로 전망된다. 이에 삼성전자는 파운드리 고객사를 2017년 30곳에서 지난해 100곳 이상으로 4년 만에 약 3배 이상 늘리는 등 적극적인 영토 확장에 나서고 있다. 삼성전자는 2026년까지 고객사를 300곳 이상 확보하겠다는 목표다. 특히 이번 3나노 양산은 독보적 1위인 TSMC보다 초미세공정 기술력에서 한발 앞서게 됐다는 점에서 의미가 크다. TSMC는 올 하반기에 GAA가 아닌 기존 핀펫 기반 3나노 반도체를 양산할 계획이다. 옴디아에 따르면 지난해 기준 TSMC가 전 세계 파운드리 시장 매출의 49.5%를 차지하고 있다. 삼성전자(16.3%), UMC(7.3%) 글로벌파운드리(5.8%), SMIC(4.8%)가 뒤를 잇는다. 결국 삼성전자의 최우선 과제는 추가 고객사를 끌어들여 점유율을 가져오는 데 있다. 3나노 파운드리 고객사로는 현재 글로벌 팹리스(생산시설 없이 반도체 설계를 전문으로 하는 업체)인 AMD, 퀄컴 등이 거론된다. 충분한 수율(양품 비율)을 내는 것도 관건이다. 수율이 60%라면 10개 제품을 생산해 4개 제품은 불합격을 받는다는 의미다. 앞서 삼성전자는 4나노 공정 수율에선 TSMC에 밀린다는 평가를 받았지만 3나노 공정 수율은 개선된 것으로 전해졌다. 삼성전자 관계자는 “구체적인 수치를 밝힐 수는 없지만 원활한 공급이 가능하다고 판단되는 수준까지 올라왔다”고 밝혔다. 삼성전자 파운드리사업부장 최시영 사장은 “앞으로도 차별화된 기술을 적극 개발하고, 공정 성숙도를 빠르게 높이는 시스템을 구축해 나가겠다”고 말했다.

인공위성에 일반 카메라를 달아 찍은 고해상도 셀카 사진이 화제다. 과학매체 기즈모도 등에 따르면, 미 위성업체 나노에비오닉스는 28일(현지시간) 지구 상공 550㎞ 높이의 저궤도상 위성에 스포츠·레저용 카메라를 사용해 고해상도의 셀카를 찍었다고 밝혔다. 나노에비오닉스는 위성에 고가의 전문 카메라 대신 50만원대의 고프로 카메라를 달았다. 해당 카메라는 1200만 화소의 사진과 4K 해상도의 영상을 촬영할 수 있다. 셀카 사진은 위성 전체의 모습도 보여준다. 카메라를 셀카봉에 부착하고 찍었기 때문이다. 사진 속에는 호주 동북 해안선을 따라 약 2300㎞나 뻗어 있는 세계 최대 산호초 지대 그레이트배리어리프(대보초)의 모습도 담겼다.나노에비오닉스의 공동설립자이자 최고경영자(CEO)인 비테니스 부자스는 “그레이트배리어리프를 배경으로 사진과 영상을 기록한 이유는 부분적으로 상징성 때문이었다. 우리는 지구의 취약함, 특히 환경과 기후변화를 감시하고자 지구를 관측하는 데 위성의 중요성을 강조하고 싶었다”고 말했다. 부자스 CEO는 “이번 위성 셀카가 더 많은 사람이 우주 산업에 진출하는 데 영감을 줄 수 있다”면서 “여전히 우주는 정부와 특정 기업에서만 접근할 수 있다는 대중적 오해를 사고 있다. 실제 우주 산업은 발사 비용의 절감과 소형 위성의 대중화로 흔해졌다”고 덧붙였다.일론 머스크가 이끄는 스페이스X의 재사용 로켓과 같은 혁신적인 기술은 우주 진출에 드는 비용을 크게 줄였다. 1970년과 2000년 사이 인간의 적재물을 우주로 보내는 데는 ㎏당 약 1만 8500달러(약 2400만원)가 들었다. 미 항공우주국(NASA) 에임스 연구센터의 해리 존스 박사가 발표한 보고서에 따르면, 과거 우주왕복선은 15억 달러에 2만 7500㎏의 탑재물을 발사할 수 있었다. 반면 국제우주정거장(ISS)에 적재물을 보내는 데 사용하는 스페이스X의 펠컨9 로켓은 ㎏당 2720달러(약 350만원)까지 절감했다. 지구 저궤도상의 위성은 화학물질 유출, 불법 어업, 산불, 농작물 성장 등을 감지할 뿐만 아니라 궁극적으로 멸종위기 동물을 구하는데 도움을 줄 수 있다.  나노에비오닉스의 위성은 지난 4월 스페이스X 팰컨9 로켓에 실려 우주로 보내졌다. 스페이스X는 이미 자체적으로 약 2400개의 소형 위성을 지구 저궤도상에 보냈으며, 곧 그 수를 2배로 늘릴 계획이다. 사진=나노에비오닉스 유튜브

코로나19를 비롯해 많은 감염병에서 1차적으로 중요한 진단 요소는 체온 변화이다. 또 무더운 여름 체온 변화를 실시간으로 파악할 수 있다면 열사병을 사전에 예방할 수도 있다. 일반적으로 체온은 접촉식, 비접촉식 체온계를 이용해 측정하기 때문에 실시간 측정하기는 번거롭다. 국내 연구진이 체온 변화를 실시간으로 측정할 수 있는 섬유를 개발해 주목받고 있다. 카이스트 신소재공학과 연구팀은 온도에 반응하는 색 변화 염료를 나노섬유 멤브레인에 적용해 체온 변화를 육안으로 쉽게 감지할 수 있는 초고감도 센서 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구 결과는 나노 과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 실렸다. 색 변화 센서는 육안으로 온도, 산성도(pH) 같은 물리화학적 변화를 감지할 수 있다. 일반적으로 필름 형태로 온도 감응 색 변화 센서를 적용하는데 염료가 필름 내부에 갇혀 자극에 대한 색 변화 감도가 낮다. 연구팀은 온도 감응 색염료를 나노섬유 멤브레인에 결합시키는 방식을 개발했다. 이번 기술은 사람의 체온 범위인 31.6~42.7도에서 기존 색 변화 센서보다 민감도를 최대 5배 이상 높은 것으로 확인됐다. 전기 방사 기술을 이용해 합성한 다공성 나노섬유 멤브레인은 필름 타입 센서보다 빛 투과율이 높아 외부 자극 변화에 민감하게 반응할 수 있다. 이번에 개발된 기술은 나노섬유의 밀도와 기공 구조를 더욱 세밀하게 조절해 색 변화 강도와 민감도를 변화시킬 수 있다. 연구를 이끈 김일두 카이스트 교수는 “기존의 필름 타입이 아니라 색 변화 염료를 나노섬유에 입히는 전기방사 기법을 활용함으로써 밀도와 정렬 방향을 조절해 민감도와 반응성을 극대화할 수 있다”고 설명했다. 김 교수는 “전기방사 기법은 비용이 적게 들고 대량 생산이 가능하기 때문에 상용화 가능성이 크다”며 “센서를 사용할 때 별도의 전원이 필요없기 때문에 언제 어디든 간편하게 사용할 수 있고, 휴대가 가능한 개인 헬스케어 진단기기로 활용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

삼성전자, 세계 최초로 GAA 기술 3나노 양산 시작‘파운드리 1위’ 대만 TSMC보다 기술적 우위 점해기존 핀펫 기술 대비 전력·면적 줄이고 성능 높아져고객사·수율 확보가 관건…“수율 충분한 수준 달성”삼성전자가 세계 최초로 ‘게이트 올 어라운드’(GAA) 기술을 적용한 3나노(㎚·나노미터) 파운드리 공정 기반의 초도 양산을 시작했다. 1987년 설립돼 35년 역사를 자랑하는 파운드리 시장 1위 대만의 TSMC보다 2017년 독립사업부로 승격돼 5년 남짓된 삼성전자가 기술적 우위에 선 것이다. 삼성전자는 3나노 파운드리 공정을 ‘게임 체인저’로 삼고 1위 추격에 나설 계획이다. 30일 삼성전자에 따르면 3나노 공정은 반도체 제조 공정 가운데 가장 앞선 기술로, 특히 GAA 신기술을 적용한 3나노 공정 파운드리 서비스를 시작하는 것은 삼성전자가 전 세계에서 유일하다. GAA는 반도체를 구성하는 트랜지스터에서 전류가 흐르는 ‘채널’ 4개면을 스위치 역할을 하는 ‘게이트’가 상하좌우 전방위 4개면을 감싸는 형태로 이뤄져 있다. 이는 위·왼쪽·오른쪽 3개면만 감싸는 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력은 45%를 절감하고 성능은 23%를 향상시킨다. 면적도 16% 축소돼 더욱 효율적인 활용이 가능하다. 더욱 발전된 GAA 2세대 공정과 비교하면 전력 50% 절감, 성능 30% 향상, 면적 35% 축소 등의 효과가 기대된다.삼성전자는 칩의 설계와 검증 작업도 효율적이고 빠르게 진행하기 위한 파트너십을 가동한다고 밝혔다. 이른바 SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 파트너인 시높시스, 케이던스 등과 함께 3나노 공정 기반의 반도체 설계 인프라·서비스를 제공해 고객들이 빠른 시간에 제품 완성도를 높일 수 있도록 시스템을 강화해 나가겠다는 계획이다. 상카 크리슈나무티 시높시스 실리콘 리얼라이제이션그룹 총괄 매니저는 “시높시스는 삼성전자와 장기적·전략적 협력관계를 유지하고 있다”면서 “삼성전자와의 GAA기반 3나노 협력은 향후 시높시스의 디지털 디자인, 아날로그 디자인, IP 제품으로 계속 확장되어, 주요 고성능 컴퓨팅 어플리케이션을 위한 차별화된 SoC를 제공할 것이다”고 말했다. 삼성전자가 파운드리 시장을 적극 두드리는 것은 높은 성장성 때문이다. 시장조사기관 옴디아에 따르면 삼성전자 파운드리 사업부 2021년 매출은 약 169억 달러로, 처음 파운드리 사업부 자체로 매출 집계가 시작된 2018년(117억 달러)와 비교해 연평균 약 13%의 고성장을 이어가고 있다. 같은 기간 파운드리 시장 연평균 성장률(12%)보다 높은 수준이다. 파운드리 고객사도 2017년 30곳에서 지난해 100곳 이상으로 4년 만에 약 3배 이상 증가했다. 삼성전자 관계자는 “2026년까지 300곳 이상 확보하는 것이 목표”라고 밝혔다. 최근 이재용 삼성전자 부회장도 유럽 출장에서 돌아와 “첫 번째도 기술, 두 번째도 기술, 세 번째도 기술”이라고 강조했다.특히 이번 3나노 양산은 파운드리 시장에서 압도적 1위 자리에 있는 TSMC보다 기술적 우위를 선점했다는 측면에서 의미가 크다. TSMC는 올 하반기에 GAA가 아닌 기존 핀펫 기반 3나노 반도체를 양산할 계획이다. 옴디아에 따르면 지난해 기준 TSMC가 전 세계 파운드리 시장 매출의 49.5%를 차지하고 있고, 뒤이어 삼성전자(16.3%), UMC(7.3%) 글로벌파운드리(5.8%), SMIC(4.8%) 순으로 이어지고 있다. 결국 삼성전자의 최우선 과제는 고객사 추가 확보를 통해 점유율을 가져오는 것에 있다. 3나노 파운드리 고객사로는 현재 글로벌 팹리스(생산시설 없이 반도체 설계를 전문으로 하는 업체) AMD, 퀄컴 등이 거론되고 있다. 특히 조 바이든 미국 대통령이 지난달 삼성전자 평택공장을 방문했을 때 크리스티아노 아몬 퀄컴 최고경영자(CEO)도 동행해 3나노 반도체를 직접 확인하기도 했다. 충분한 수율 확보도 관건이다. 예를 들어 수율이 60%라면 10개 제품을 생산해 4개 제품은 불합격을 받는다는 의미다. 삼성전자는 앞서 4나노 공정 수율에서 TSMC에 못 미쳤다는 평가를 받았지만, 3나노 공정 수율은 크게 개선된 것으로 전해졌다. 삼성전자 관계자는 “구체적인 수율을 밝힐 수는 없지만, 원활한 공급이 가능하다고 판단되는 수준까지 올라왔다”고 밝혔다. 삼성전자 파운드리사업부장 최시영 사장은 “삼성전자는 파운드리 업계 최초로 ‘하이-케이 메탈 게이트’, 핀펫, EUV 등 신기술을 선제적으로 도입하며 빠르게 성장해 왔고, 이번에 MBCFET GAA기술을 적용한 3나노 공정의 파운드리 서비스 또한 세계 최초로 제공하게 됐다”면서 “앞으로도 차별화된 기술을 적극 개발하고, 공정 성숙도를 빠르게 높이는 시스템을 구축해 나가겠다”고 밝혔다.

　지난 28일 화제 속에 출범한 국민의힘 반도체산업 경쟁력 강화 특위가 공학도 등 이공계 출신 국회의원들로 채워져 눈길을 끈다. 윤석열 대통령의 ‘열공’ 주문에 화답한 반도체특위는 위원장인 무소속 양향자 의원은 물론, 위원인 국민의힘 소속 조명희·김영식·윤주경·양금희 의원도 전문성을 최우선으로 고려해 뽑은 것으로 알려졌다. 　반도체 특위는 총 13명으로 구성됐는데, 위원으로 참여한 국민의힘 의원 4명이 모두 이공계 출신이다. 정책위원회는 소속 의원 115명을 전수조사해 이들을 선발했다. 국회의원 대부분이 인문·사회과학 전공자인 점을 감안하면 이례적이다. 성일종 정책위의장은 “반도체에 대해 이해할 수 있는 위원으로 구성했다”며 “나노가 무엇인지는 알아야 하지 않겠나”고 했다. 　조 의원은 경북대 지리학과를 졸업하고 일본 도카이도 대학 해양·과학기술대학원에서 원격탐사 및 GIS(지리정보체계)로 박사 학위를 받은 뒤 경북대 융복합시스템공학부 항공위성시스템전공 교수로 재직했다. 현재 국가과학기술위원회 위원, 대통령 소속 국가우주위원회 위원, 국회 ICT 융합포럼 대표의원, 국민의힘 미래산업일자리 특위 위원장을 맡고 있다. 조 의원은 서울신문과의 통화에서 “반도체특위와 일자리특위를 연계해 일자리 분야에서 성과를 낼 수 있도록 관련 법안을 만드는 등 지원을 하는 것이 목표”라고 했다. 　김 의원은 영남대 기계공학과를 졸업하고 미국 아이오와 대학과 펜실베니아 주립대학에서 기계공항 석·박사 학위를 받았다. 한국원자력연구소에서 선임연구원으로 일했고, 금오공과대 기계공학부 교수로 재직한 뒤 총장을 역임했다. 인공지능(AI) 전문가인 김 의원은 “상상을 현실로 만드는데 필요한 소프트웨어가 인공지능이라면, 하드웨어는 반도체”라며 “반도체는 종합 예술로, 재료부터 공정까지 소부장(부품·소재·장비) 모두 필요하고 연관돼 있다”고 했다. 　윤봉길 의사의 손녀로 유명한 윤 의원은 이화여대 화학과를 졸업한 뒤 유기화학 석사를 받은 이공계 출신이다. 윤 의원은 “반도체 산업의 핵심은 결국 규제 혁파”라며 “국가의 전폭적인 지원을 받는 미국·중국처럼 가려면 규제 개혁이 필요하다”고 포부를 밝혔다. 　양 의원은 경북대 전자공학과를 졸업한 뒤 대구 상서여상에서 전산 과목을 가르쳤다. 양 의원은 “대학 때 반도체 교과목을 배운 공학도로서 책임감을 갖고, 반도체 기술 초격차 국가로 가는데 전력을 다하겠다”고 소감을 밝혔다. 　이민영 기자

민물에서 주로 발견되는 단세포 동물인 짚신벌레는 다리 없이도 잘 움직인다. 세포 표면에 있는 미세털(섬모) 덕분이다. 국내 연구진이 짚신벌레를 흉내내 몸 속에 들어가 질병을 치료할 수 있는 나노로봇 기술을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 기계공학과 연구팀은 나노미터(㎚) 크기 자성 입자를 쌓아 올리는 방식으로 가늘고 긴 미세털 구조를 만들 수 있는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 표지논문으로 실렸다. 섬모는 작은 외부 힘에도 민감하게 반응한다. 사람의 코와 폐에도 섬모가 있는데 외부에서 침입한 이물질을 밀어내는 역할을 한다. 짚신벌레 섬모는 노 젓듯 움직여 움직일 수 있게 해준다. 이 때문에 많은 과학자들이 섬모를 모방해 미세 기계 구동장치로 쓰기 위한 연구를 하고 있다. 그렇지만 원료를 틀에 넣어 찍어 내는 기존 방식으로는 나노미터 수준의 섬모 구현이 쉽지 않다. 연구팀은 자기력을 이용해 이런 문제를 해결했다. 니켈 금속 조각과 자성을 띤 나노입자를 쌓아 올리는 방식으로 가늘고 긴 섬모를 만든 것이다. 연구팀은 에어로졸 상태로 만든 자성 나노입자를 분사해 수직 방향으로만 쌓이도록 했다. 시간이 지나면 액체는 증발돼 날아가고 나노입자가 섬모형태로 남게 된다. 연구팀은 이 방식으로 지름 373㎚ 입자를 54개까지 쌓았다. 인공 섬모는 자성 나노입자 표면에 코팅된 물질 때문에 베어링 없이도 매끄럽게 움직일 수 있다. 연구를 이끈 정훈의 UNIST 교수는 “이번에 개발한 인공 섬모는 몸 속에 투입 가능한 나노로봇이나 오염물질을 제거하는 초미세 구동 장치 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

감염질환 치료를 위해 가장 중요한 것은 신속한 병원균 분석이다. 감염 원인균을 빠르게 파악해야 효과적인 약물 투여로 치료가 가능하기 때문이다. 문제는 병원균을 식별하는데 최소 1~2일 걸린다는 점이다. 패혈증 같은 경우는 원인균을 파악하는 동안 환자의 상태가 악화돼 사망하는 경우도 적지 않다. 잘못된 진단을 하면 과도한 항생제 남용으로 인한 슈퍼박테리아 문제도 발생한다. 이에 국내 연구진이 감염병 원인균을 빠르게 파악할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 카이스트, 삼성서울병원, 진단의학 분석기업 토모큐브가 중심이 된 공동 연구팀은 홀로그래피 현미경과 인공지능 기술을 활용한 병원균 신속 식별 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구에는 카이스트 물리학과, 나노과학기술대학원, 삼성서울병원 진단검사의학과, 감염내과, 서울성모병원 진단검사의학과, 분당차병원 응급의학과, 카이스트 교원 창업 기업인 토모큐브가 참여했다. 이번 연구 결과는 광학 분야 국제 학술지 ‘빛: 과학과 응용’에 실렸다. 병원균 식별에 시간이 오래 걸리는 이유는 박테리아 배양 때문이다. 질량 분석기를 이용한 식별 기술은 일정량 이상 박테리아 표본이 확보돼야 균종을 구분해 낼 수 있다. 환자에서 추출한 시료를 하루 이상 배양해야 검사가 가능한 박테리아 수를 확보할 수 있다. 연구팀은 굴절률을 활용해 관찰하는 물질의 3차원 영상을 얻을 수 있는 홀로그래피 현미경과 인공지능 기술을 결합했다. 연구팀은 500개 이상의 박테리아 3차원 굴절률 영상을 찍어 인공지능 신경망으로 학습시켰다. 이를 통해 미량의 표본만으로도 정확히 균종을 파악할 수 있게 됐다. 연구팀은 이번에 개발한 기술을 이용해 혈액 감염을 시키는 주요 병원균 19개를 빠르게 식별할 수 있도록 했다. 특히 병원균 한 개만 있더라도 82.5%의 정확도로 균종 판별이 가능하고 영상 7개가 있으면 99.9%의 정확도로 병원균을 파악할 수 있다는 것을 확인했다. 연구를 이끈 박용근 물리학과 교수는 “이번 연구는 홀로그래피 현미경의 세포 감별 능력을 인공지능으로 극대화시켜 10만분의1 수준의 미세한 양으로도 질량 분석기와 비슷한 분석이 가능함을 보였다”며 “다양한 병원균 식별에 활용할 수 있도록 기술을 발전시켜 나갈 것”이라고 말했다.

유사시 총탄으로부터 우리 군 장병들의 생명을 지켜 주는 방탄복을 ‘꿈의 신소재’로 만드는 날이 머지않아 보인다. 26일 군 관계자들에 따르면 국방과학연구소(ADD)는 이달 초 미래 안보 환경에 효과적으로 대응하기 위해 ‘그래핀 방탄복 개발’을 미래 도전 국방 기술 연구·개발사업 과제 가운데 하나로 제안했다. 현재 군에서 쓰고 있는 신형 방탄복은 한 벌당 무게가 5㎏을 넘어 장병들 만족도가 떨어진다. 이에 총알·파편으로부터 장병들 신체를 안전하게 보호하면서도 가볍고 활동하기 편한 방탄복의 필요성이 높아지고 있다. 최근엔 꿈의 신소재로 불리는 ‘그래핀’(graphene)을 활용한 방탄복 개발 연구가 주목받고 있다. 흑연 구성 물질의 하나인 그래핀은 탄소로 이뤄진 2차원 벌집 구조의 나노 물질이다. 그래핀은 단위 질량당 흡수할 수 있는 충격에너지가 강철의 10배에 이를 정도로 우수한 강도를 갖춘 첨단 소재다. 이 때문에 그래핀 소재에 총알이 부딪치면 총알의 운동에너지가 순식간에 흡수·분산되면서 속도가 떨어진다. 하지만 그래핀 방탄복은 쉽게 상용화되지 못하고 있다. 그래핀 입자 간 계면 결합, 구조적 결함 문제 등으로 인해 높은 수준의 방탄 성능을 실현하는 데 어려움을 겪고 있다고 한다. ADD는 이 과제에 참여하려는 기관·업체의 제안서를 평가한 뒤 이르면 올 연말 그래핀 방탄복 연구·개발을 위한 협약을 맺을 계획이다. 선정된 연구팀은 앞으로 3년 동안 그래핀의 고기능성 복합 소재화를 통해 기존 방탄섬유·패널을 경량화하고 성능을 향상시키는 기술을 개발해야 한다.

해수면에서 미세플라스틱을 회수하는 로봇 물고기가 공개됐다. 22일(현지시간) 영국 가디언 등에 따르면, 중국 쓰촨대 연구진은 바다를 오염시키는 미세플라스틱을 제거하고자 로봇 물고기를 고안했다고 국제학술지 ‘나노 레터스’(Nano Letters) 최신호에 발표했다. 미세플라스틱은 플라스틱이 분해하면서 발생하는 5㎜ 미만의 입자로, 지구의 환경을 오염시키는 주범이 된다.길이 약 1.5㎝의 로봇 물고기는 자체 동력은 없지만, 꼬리 부분에 근적외선 파장의 레이저를 쬐면 구부러지는 성질이 있어 이를 이용해 스스로 헤엄칠 수 있다. 이동 속도는 초당 30㎜로, 플랑크톤이 해수면에서 떠다니는 것과 비슷하다. 연구진은 견고성과 유연성을 겸비한 진주층에서 영감을 받아 로봇 물고기의 소재를 만들었다고 밝혔다. 자개라고도 불리는 진주층은 진주조개껍데기의 가장 내부 층을 일컫는데 탄산칼슘과 유기물이 교대로 겹겹이 쌓인 구조로 돼 있다. 로봇 물고기의 소재 역시 이런 층 구조를 이룬다. 로봇 물고기는 미세플라스틱에 포함된 유기 염료, 항생제, 중금속 등과 강한 화학적·정전기적 결합을 통해 미세플라스틱을 흡착한다. 헤엄치는 동안 근처에서 떠다니는 미세플라스틱을 끌어모으는 방식이다. 심지어 로봇 물고기는 자가수복 능력까지 갖춰 임무 수행 중 손상을 입더라도 원래 능력의 89%까지 기능을 회복할 수 있다. 연구진은 로봇 물고기를 상용화하면 바다에서 미세플라스틱을 없애는 데 도움이 될 수 있다고 보고 있다. 바다에는 매년 500만~1300만t의 플라스틱 쓰레기가 유입되고 있다. 커다란 부유 잔해부터 미세플라스틱까지 다양하다. 현재 바다에는 미세플라스틱 약 24조 개가 있는 것으로 추정되고 있다. 사진=나노 레터스

삼성전자가 지난해 반도체 매출에서 미국 인텔을 넘어서며 세계 1위에 복귀한 데 이어 올해 1분기에도 가장 많은 매출을 올린 것으로 집계됐다. 삼성전자는 메모리에 편중된 한계를 ‘초격차 기술’로 극복 시스템과 파운드리(위탁생산) 등 반도체 산업 전 분야 경쟁력을 끌어올려 반도체 글로벌 1위 굳히기에 들어간다는 전략이다.24일 시장조사업체 옴디아에 따르면 삼성전자는 올해 1분기 반도체 사업에서 201억 5500만 달러(약 26조원)의 매출을 기록, 동기 대비 글로벌 반도체 기업 중 매출 1위를 유지했다. 특히 계절적 반도체 비수기임에도 전 분기 대비 199억 9500만 달러(0.8%) 가량 매출이 증가했다. 삼성전자는 지난해 3분기를 기점으로 메모리 반도체 대호황이었던 2018년 4분기 이후 약 3년만에 인텔의 매출을 앞지른 뒤 3분기 연속으로 매출 1위 자리를 지켰다. 반면 인텔의 1분기 매출은 178억 2700만 달러(약 23조원)로 전 분기 대비 10.8% 줄었다. 이는 인텔의 주력제품인 마이크로프로세서유닛(MPU) 매출이 정체된 탓으로 풀이된다. 옴디아는 “지난해 4분기 간발의 차이로 인텔을 추월한 삼성전자는 올해도 1위를 차지했다”라면서 “1분기 삼성전자의 메모리 매출은 견조한 반면, 인텔의 MPU 매출은 약세를 보였다”고 설명했다. SK하이닉스는 1분기 99억 4100만 달러(약 12조 9300억원)를 기록하며 전 분기 대비 3.2% 감소했지만 1분기 95억 4800만 달러(약 12조 4200억원) 매출을 올린 퀄컴에 앞서며 3위를 유지했다. 1분기 반도체 시장 전체 매출은 1593억 400만 달러(약 207조원)로, 지난해 4분기 1593억 4700만 달러 대비 0.03% 감소했다. 옴디아는 “반도체 시장은 지난 2020년 4분기를 시작으로 5분기 연속 신기록을 수립했으나 고원에 도달했다”라면서 “다만 시장 규모를 감안할 때 감소가 매우 작고, 올해 1분기 매출은 역대 2번째로 많은 수준”이라고 전했다. 한편 2030년까지 시스템 반도체 분야 1위 달성을 목표로 한 ‘시스템 반도체 2030 비전’을 가동 중인 삼성전자는 파운드리 시장 격차를 좁힐 카드로 꼽히는 3나노미터(㎚=10억분의1ｍ) 반도체 공정 양산을 내주 본격화한다. 3나노 반도체 양산은 세계 최초로, 삼성은 다음 주중 이를 공식화할 것으로 알려졌다. 앞서 삼성전자는 차세대 GAA(Gate-All-Around) 기반 3나노 반도체를 경쟁사인 대만 TSMC보다 앞선 올 상반기 중 양산한다는 계획을 밝힌 바 있다.GAA는 기존 핀펫(3D 구조화) 기술보다 칩 면적을 줄이고 소비 전력은 감소시키면서 성능은 높인 신기술로, 반도체 소형화와 고성능화를 함께 실현할 수 있다. 이재용 부회장은 지난달 조 바이든 미국 대통령의 평택 반도체 공장 방문 당시 한미 양국 정상에게 이 기술을 적용한 3나노 시제품을 소개하며 양산을 앞두고 있음을 예고하기도 했다. 삼성전자는 이달 중 3나노 반도체 양산을 시작으로 내년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산에 착수하는 ‘초격차 기술’ 전략으로 파운드리 1위 기업 TSMC와의 점유율 격차를 단기간에 따라잡겠다는 계획이다.

산업통상자원부와 스페인 과학혁신부가 미래차 등 첨단산업 분야에서의 기술협력 강화를 위해 24일(현지시간) 스페인 마드리드에서 ‘한-스페인 산업기술 협력 양해각서(MOU)’를 체결했다. 황수성 산업혁신성장실장과 석영철 한국산업기술진흥원장(KIAT), 스페인에선 테레사 리에스고 혁신차관이 참석했다. 양국은 MOU 체결을 계기로 유레카(EUREKA)와 같은 다자 연구개발(R&D) 협력 프로그램 외에도 한국과 스페인 두 나라 전용의 R&D 프로그램을 신설하기로 했다. 신생산기술, 나노·소재 협력을 중심으로 이뤄져 온 양국의 협력 범위도 미래모밀리티, 항공우주, 바이오 등의 분야로 확대키로 했다. 아울러 소규모 R&D 중심으로 자유공모식으로 이뤄지던 지원방식 대신 양국 전략분야에 따른 탑다운 방식의 중대형 R&D의 비중을 높여 나가기로 했다. 황수성 실장은 리에스고 혁신차관과의 면담에서 양국이 첨단산업 혁력과 더불어 탄소중립, 디지털 전환 등 지구적 도전과제에도 적극 협력해 나가자는 뜻을 모았다. 이에 두 나라 정부 간 국장급 산업기술협력위원회 교차를 교차 개최하고, 세부 협력과제를 발굴·추진해 나가자는 합의가 도출됐다.

앞으로는 부모들이 자녀의 대학 졸업장이나 졸업증서를 보고 어리둥절해질 수 있다. ○○학과에 다닌 자녀의 졸업 서류에 ○○학 전공, △△ 복수전공, ◇◇ 부전공 외에 어쩌면 □□ 융합전공, ▽▽ 나노 디그리(Nano Degree), ◎◎ 마이크로 디그리(Micro Degree)같이 낯선 용어가 섞여 있을 것이기 때문이다. 모두 변화하는 교육 수요에 대응하기 위해 대학들이 새로 도입한 제도들이다. 고등 교육기관으로서 대학은 사회 변화에 맞춰 교육 내용과 제도를 바꾸면서 진화했다. 정비된 교육과정과 학위제도를 가진 대학이라는 시스템은 중세 말 유럽의 주요 도시에서 생겨났고, 시간을 두고 유럽 전역으로 확산됐다. 인구 증가와 도시화에 따라 사회에는 성직자를 포함해 전문 지식인이 더 많이 필요해졌기 때문이다. 당시 대학은 일종의 지식 ‘길드’처럼 운영됐다. 학생은 전문가가 되기 위한 기초 교육과정으로서 문법, 수사학, 논리학 3과목의 기초소양을 마치면 배철러(bachelor·학사)가 됐고 다음 단계인 산술, 기하학, 음악, 천문학으로 구성된 4과 과정을 끝내면 학생들을 가르칠 자격이 있는 마스터(master·석사) 또는 닥터(doctor·박사)로 인정받았다. 이들 7개 과목은 당시 지식 전문가가 되기 위해 반드시 필요한 기본 소양과목이었다. 이런 전통은 아직까지 남아 있다. 대학 교과에 교양과목과 전공과목으로 나뉘어 있는 식이다. 이런 틀 안에서 시대가 요구하는 교양의 내용과 범위는 역동적으로 달라지고 있다. 이후 수백년간 이어진 대학의 전통을 깬 새로운 유형의 대학이 독일에서 나타났다. 산업혁명이 몰고 온 사회변화에 적극 부응하기 위한 노력의 결과로 19세기에 등장한 것이다. 연구 논문을 쓰는 박사학위 제도와 실험 교육, 새로운 학과 구성 등 베를린 대학 모델은 신흥 산업국가인 독일의 부상과 함께 유럽을 넘어 세계로 퍼졌다. 그리고 20세기와 21세기에는 전보다 더 빠른 속도로 변화하는 과학기술, 산업, 사회의 필요에 맞추어 대학의 역할, 교육과정, 학위 제도 등이 다양한 형태로 빠르게 변화했으며, 지금도 변화하는 중이다. 이제 대학은 고등 교육기관이자 지식재산권을 생산하는 연구기관이고, 나아가 기술혁신과 창업에 기여하는 경제주체 중 하나가 됐다. 이 모든 변화는 시대의 요구에 부응하고 살아남으려는 대학의 적응 과정이었다. 새로운 방식들은 대부분 오랜 전통이 있고 이해관계가 복잡한 기존 질서의 밖에서 시도됐다. 4차 산업혁명이 전개됨에 따라 기존 교양과정의 구성, 기존 학과 구분에는 맞지 않는 영역의 교육 수요가 증가하는 지금도 마찬가지다. 예를 들어 이전 세대에게 문해력, 외국어, 산술과 논리가 기본 소양이었다면 다음 세대에게는 통계, 빅데이터, 코딩 같은 이른바 디지털 문해력이 기본 소양이 될 것이다. 학과와 대학의 경계를 넘어 디지털 소양교육을 촉진하기 위해 새로 시도되고 있는 것이 마이크로 디그리 또는 나노 디그리다. 최근 도입된 마이크로 디그리는 기존 학사, 석사, 박사처럼 자격을 나타내는 학위라기보다 아직은 교육과정 수료 인증에 가깝다. 예를 들어 원하는 모든 전공의 학생들이 빅데이터 관련 지정 교과목 4~5개를 소속 대학 또는 공유 대학에서 이수하면 빅데이터 마이크로 디그리를 받을 수 있다. 기존 전공이나 대학에 구애받지 않는다는 점에서 교육 소비자에게 열린 제도다. 이 제도가 성공하려면 무엇보다 내실 있는 교육과정을 운영하는 게 중요하다. 그다음으로 새 제도를 적극적으로 홍보해야 한다. 그래야 수요자인 사회와 기업이 마이크로 디그리를 가진 인재의 역량을 인정할 것이고, 학생들이 능동적으로 참여하는 선순환이 가능하다.

코로나19는 물론 최근 원숭이두창을 비롯한 신·변종 감염병이 일상을 위협하고 있다. 이 때문에 병원균으로부터 자신을 보호할 수 있는 항균 기술에 관한 관심이 높아지고 있다. 한국과 일본 공동 연구진이 피부 감각을 그대로 유지하면서 감염을 예방할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 감염병연구센터, 한국전자통신연구원(ETRI), 일본 도쿄대 전자공학과 공동 연구팀은 피부 일체형 항균 나노메시 패치를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 지금까지 병원균을 막기 위해서는 알코올류를 이용한 소독과 위생장갑 같은 보호 제품을 활용했다. 알코올 소독은 사용 후 감염원에 다시 노출될 경우 재오염될 수 있고 자주 사용하면 수분 증발로 인해 피부를 건조하게 만든다. 위생장갑은 오염원에서 보호받을 수는 있지만, 표면 오염으로 교차감염원이 되기도 한다. 또 오래 사용할 때 안쪽에 땀이 차고 피부 감각을 떨어뜨릴 수 있다. 연구팀은 항균 효과가 입증된 구리를 신축성 고분자 메시 나노섬유에 코팅할 수 있는 기술을 개발했다. 장갑처럼 만들어 피부에 밀착시킬 수 있으며 스프레이처럼 뿌려서 피부에 얇은 막을 만들어 사용할 수도 있다. 피부에 일체화된 상태에서도 구리 나노 메시의 다공성 구조로 인해 피부 고유의 습도와 열적 감각을 유지할 수 있는 것이 확인됐다. 항균성이 높아 구리 나노메시에 노출된 대장균 박테리아는 1분 뒤 99.999%가 소멸됐고, 인플루엔자A 바이러스는 10분 뒤 같은 수준으로 사라지는 것이 관찰됐다. 특히 반복된 사용에도 유사한 효과를 보였다. 연구팀은 이번에 개발한 항균 나노메시 패치 기술은 마스크나 장갑뿐만 아니라 의류 등 다양한 분야에 활용 가능할 것으로 기대했다. 연구를 이끈 권오석 생명공학연구원 박사는 “이번 연구는 항균성이 뛰어난 구리 나노구조와 피부 일체화를 가능하게 만드는 나노메시 기술을 더한 것”이라며 “이번 기술을 활용하면 피부를 감염성 병원균들로부터 장기간 보호할 수 있어 다양하게 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

국내 연구진이 사람의 뇌처럼 학습하고 인지할 수 있는 메모리를 개발해 주목받고 있다. 카이스트 신소재공학과 연구팀은 100㎚(나노미터) 두께의 단일 소자에서 사람 뇌의 뉴런과 시냅스를 동시에 모사하는 뉴로모픽 메모리를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 뉴런은 뇌 신경계를 이루는 기본적 단위세포이며 시냅스는 뉴런들끼리 신호를 전달할 수 있도록 하는 다리 역할을 하는 접합 부위이다. 사람의 뇌는 뉴런 1000억 개, 시냅스 100조 개가 복잡한 네트워크로 이뤄져 있다. 사람의 뇌는 이들 둘의 상호관계를 통해 기능과 구조가 외부 환경에 따라 유연하게 변한다. 많은 컴퓨터 과학자나 인공지능 연구자들은 사람의 뇌를 흉내 내려고 하지만 아직 성공하지 못하고 있다. 뉴로모픽 소자는 기존 컴퓨터로는 구현할 수 없는 사람처럼 고도의 뇌 인지 기능을 실현하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 CMOS 집적회로와 비휘발성 메모리를 이용하고 있지만 뉴런과 시냅스 기능을 분리해 모사하기 때문에 사람의 뇌처럼 작동하기 힘들다.이에 연구팀은 휘발성 소자로 뉴런을, 비휘발성 상변화 메모리 소자로 시냅스를 모사해 단기 및 장기기억이 공존하는 단일 뉴로모픽 소자를 만드는데 성공했다. 특히 이번에 개발한 소자는 외부 신호 변화에 따라 유연하게 적응하는 가소성도 구현할 수 있는 것으로 확인됐다. 이건재 카이스트 교수는 “사람은 뉴런과 시냅스 상호작용으로 기억, 학습, 인지 기능을 발현하는 만큼 인공지능 개발에서도 사람처럼 이 둘을 통합해 모사하는 것이 필요하다”며 “이번 연구는 인공지능뿐만 아니라 뇌를 역설계하는 연구에도 도움이 될 것”이라고 설명했다.

삼성전자가 파운드리(반도체 위탁생산) 시장의 성장 동력으로 꼽고 있는 3나노미터(㎚=10억분의1ｍ) 반도체 공정 양산을 본격화한다. 3나노 반도체 양산은 세계 최초로, 삼성은 다음 주중 이를 공식 발표할 것으로 알려졌다. 삼성전자는 22일 그간 시장에서 제기된 차세대 GAA(Gate-All-Around) 기반 3나노 반도체 양산 지연 우려와 관련해 “처음 계획했던 대로 일정이 진행되고 있다”고 밝혔다. 앞서 삼성전자는 GAA 기술을 적용해 올 상반기 안에 경쟁사 대만 TSMC보다 먼저 3나노 반도체 양산을 시작하겠다는 목표를 제시한 바 있다. GAA는 기존 핀펫(3D 구조화) 기술보다 칩 면적을 줄이고 소비 전력은 감소시키면서 성능은 높인 신기술이다. 반도체 소형화와 고성능화를 함께 실현할 수 있어 업계에서는 3나노 GAA공정이 시장 점유율을 좌우할 ‘게임 체인저’가 될 것으로 보고 있다. 이재용 삼성전자 부회장은 지난달 조 바이든 미국 대통령의 평택 반도체 공장 방문 당시 한미 양국 정상에게 이 기술을 적용한 3나노 시제품을 소개하며 양산을 앞두고 있음을 예고하기도 했다. 삼성전자는 이달 중 3나노 반도체 양산을 시작으로 내년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산에 착수하는 ‘초격차 기술’ 전략으로 파운드리 1위 기업 TSMC와의 점유율 격차를 단기간에 따라잡겠다는 계획이다. 2030년 시스템 반도체 분야 1위 달성을 목표로 한 ‘시스템 반도체 2030 비전’을 2019년 발표한 삼성전자는 반도체 공정 고도화를 이끌 대규모 설비 투자도 진행하고 있다. 최근 시장조사기관 트렌드포스에 따르면 TSMC는 올 1분기 기준 파운드리 시장점유율 53.6%로 압도적인 1위를 유지한 반면 2위 삼성전자는 점유율 16.3%로 지난해 4분기(18.3%)보다 소폭 하락한 것으로 집계됐다. 이에 대해 삼성전자 관계자는 “파운드리 매출을 따로 공개하지 않는데 조사기관이 임의로 추산한 것이라 정확한 통계가 아니다”라고 일축했다.