삼성전자가 휴대전화나 MP3플레이어에 영화 8편 또는 사진 8000장을 저장할 수 있는 대용량 메모리 양산체제에 돌입했다. 삼성전자는 업계 최초로 30나노급(1나노=10억분의1미터) 32Gb(기가비트) 낸드를 8개 쌓은 칩과 컨트롤러로 구성된 32GB(기가바이트) 모비낸드 양산 체제를 갖추고 주요 고객사에 공급하기 시작했다고 12일 밝혔다. 모비낸드란 스마트폰 등 모바일 기기에 쓰는 낸드플래시(메모리)를 말한다. 지난해 상반기 50나노급 16GB 모비낸드 제품을 생산한 삼성전자는 1년 만에 30나노급 32GB 제품을 공급하게 되면서 저장장치 제품의 용량을 2배로 높였다. 삼성전자는 기존 40나노급 16Gb 낸드를 탑재한 16GB·8GB·4GB 모비낸드 제품을 30나노급 32GB 낸드 제품으로 전환할 계획이다. 현재 16GB 모비낸드를 양산하고 있는 주요 경쟁사와의 기술 격차를 더 벌려 한발 앞선 경쟁력을 확보하게 된 셈이다. 삼성전자는 또 내년에 64GB 이상의 모비낸드 제품을 공급해 시장 수요에 대응하고 차세대 20나노급 낸드 제품도 적절한 시기에 양산을 시작해 낸드 플래시 시장 점유율을 높이는 전략을 세웠다. 삼성전자 관계자는 “30나노급 32GB 낸드 제품은 차세대 설계 기술을 채택해 제품 신뢰도를 대폭 향상시켰다.”며 “이 기술은 20나노급 공정에서도 적용할 수 있어 신제품 개발 경쟁력이 강화됐다.”고 말했다. 김성수기자 sskim@seoul.co.kr

삼성전자가 30나노급(1나노:10억분의 1미터) 32기가비트(Gb) 낸드를 탑재해 32기가바이트(GB) 모비낸드(moviNANDTM) 제품을 양산했다. 　삼성전자는 지난 3월 30나노급 공정으로 32Gb 낸드 양산에 돌입했고, 4월에는 업계 최초로 32Gb 낸드를 탑재한 32GB 모비낸드 제품을 양산, 주요 고객에 공급했다. 　이로써 삼성전자는 지난해 상반기 50나노급 16GB 모비낸드 제품에 이어, 1년만에 30나노급 32GB 모비낸드 제품을 공급하며, 고사양 저장장치 제품의 용량은 두 배로, 공정은 30나노급 낸드 제품으로 전환하게 됐다. 　최근 대용량·고성능 응용처를 중심으로 대용량 저장장치의 수요가 지속 증가되고 있는 상황이다. 　삼성전자는 올해 최대 용량 32GB, 내년에는 64GB 이상의 모비낸드 제품을 공급해 시장 수요에 적극 대응할 계획이다. 　이는 모바일 기기의 내장 스토리지 용량이 PC향(向) SSD 용량과 맞먹는 수준으로 확대된다는 것을 뜻한다. 　삼성전자는 이번 30나노급 32GB 모비낸드 제품 양산으로 업계 최고의 제품 경쟁력 우위를 지속 유지하게 됐다. 또 기존 40나노급 16Gb 낸드를 탑재한 16GB/8GB/4GB 모비낸드 제품을 30나노급 32Gb 낸드 제품으로 전환해 나갈 예정이다. 　30나노급 32Gb 낸드 제품은 특히 차세대 설계 기술을 채택해 제품 신뢰도를 대폭 향상시켰다. 　이 기술은 향후 20나노급 공정에서도 적용이 가능해 삼성전자의 신제품 개발 경쟁력이 더욱 강화됐다. 　삼성전자는 대용량·고성능 스마트폰 등에 사용되는 고사양 저장장치 시장을 선점하기 위해 30나노급 낸드 제품의 본격 양산에 이어, 내년에는 생산 비중을 대폭 높여 나갈 예정이다. 　또 내년에는 차세대 20나노급 낸드 제품도 적기에 양산해, 대용량 낸드 플래시 메모리의 사업화 역량을 극대화하고 낸드 플래시 시장 점유율을 지속적으로 높여 나갈 계획이다. 　인터넷서울신문 최영훈기자 taiji@seoul.co.kr

삼성전자가 세계 최초로 40나노(㎚·1나노=10억분의 1ｍ)급 D램 제품을 개발했다. 삼성전자는 2005년 60나노급 D램 개발에 이어 2006년 50나노급 D램, 올해 40나노급 D램 제품을 잇달아 세계 최초로 개발해 내는 기록을 이어갔다. 삼성전자는 4일 40나노급 공정기술을 처음 적용한 더블데이터레이터(DDR)2 D램 제품을 개발했다. 올해 3분기 안에 이 기술을 적용한 2기가비트(Gb) DDR3 D램을 상용화할 계획이다. 특히 이번에 개발된 40나노급 DDR2 제품은 D램 공급 업체 중 유일하게 지난해 12월 인텔에 단품 채용 평가를 완료한 데 이어 올해 1월 1기가바이트(GB) DDR2 SoDIMM(노트북 등 소형 세트에 사용되는 메모리 모듈)까지 2종의 제품 채용 평가를 완료했다. 삼성전자 관계자는 “50나노급이 2006년 제품 개발 후 2008년 양산까지 약 2년 정도 걸렸던 것에 비해 공정이 더 미세해지는 40나노급에서 신제품 양산 기간을 1년 이상 단축한 것은 현재 시장 상황을 적극적으로 타개해 나가고자 하는 전략”이라고 설명했다. 40나노급 D램은 전력소비량의 기존 제품보다 적다. 50나노급 D램 대비 30% 이상의 소비전력을 줄일 수 있다. 또 같은 면적의 반도체 원판(웨이퍼)에서 더 많은 제품을 생산할 수 있어 생산성이 더 높다. 40나노급 2기가비트 DDR3 D램은 지난해 9월 양산을 시작한 50나노 2기가비트 DDR3 D램에 비해 생산성을 약 60% 향상시킬 수 있다. 이번 개발 성공으로 삼성전자는 반도체 경쟁에서 경쟁 업체보다 훨씬 뛰어난 경쟁력을 갖게 됐다. 삼성전자와 하이닉스는 이미 지난해 2분기 50나노급 D램 양산에 들어갔다. 이는 업계에서 가장 앞선 기술로 반도체 4위의 미국 마이크론테크놀로지는 아직 60나노급 D램을 만들고 있다. 시장점유율 3위인 일본의 엘피다메모리가 올 1분기 50나노급 공정을 적용하겠다는 계획을 밝혔다. 하지만 삼성전자는 다시 한걸음 앞서 올해 40나노급 D램 양산에 들어가며 제조 경쟁력 격차를 1~2년 이상 늘렸다. 한편 반도체 가격도 하락세가 진정됐다. 1달러대까지 떨어졌던 16Gb 낸드플래시 가격은 지난해 12월 2.31달러로 급등해 지난달 2.46달러에 거래됐다. 1Gb D램은 0.58달러까지 하락한 가격이 지난해 12월 0.66달러로 반전, 최근 1.13달러로 1달러 선을 회복했다. 하지만 업계에서는 본격적인 반등은 이르다는 지적이다. 최근 반도체 가격반등은 하이닉스반도체와 타이완 업체들의 감산과 독일 D램 생산업체 키몬다의 파산 등 공급 감소 때문으로 본격적인 시장 반등은 수요가 살아나야만 가능할 것이라고 분석했다. 김효섭기자 newworld@seoul.co.kr

삼성전자와 하이닉스반도체가 해외 경쟁업체들을 제치고 나란히 50나노급 D램 메모리 양산을 개시하면서 대한민국의 반도체 파워를 전세계에 과시하고 있다. 이미 60나노급 공정에서도 두 회사밖에는 본격 양산에 들어간 업체가 없었던 상황에서 새로이 50나노 공정 시대를 열어젖힘에 따라 국내 업체들과 외국업체들간의 격차는 더욱 벌어지게 됐다. 20일 삼성전자와 하이닉스에 따르면 삼성전자는 이달 56나노 공정을 적용한 D램 양산을 시작했으며, 하이닉스도 다음달부터 54나노 D램을 양산할 계획이다. ‘나노(nano)’란 반도체를 구성하는 회로와 회로 사이의 폭(회로선폭)을 말하는 것으로 공정이 미세화될수록 생산성이 높아진다. 또 이를 통해 더 큰 용량, 더 작은 크기의 반도체를 만들어낼 수 있다.1나노는 10억분의1m로 사람 머리카락 굵기의 10만분의1에 해당한다. 미국 마이크론, 일본 엘피다 등 경쟁업체들은 아직 양산기술이 70∼80나노 수준에 머물러 있다. 김효섭기자 newworld@seoul.co.kr

국내 연구진이 에이즈 바이러스 등 병원체의 세포 침투구조를 실시간으로 0.1나노미터(㎚·10억분의1m) 단위까지 관찰할 수 있는 기술을 개발했다. 교육과학기술부는 서강대 화학과 신관우 교수와 한국원자력연구원 원자력기초과학본부 이창희 박사팀이 중성자를 이용, 생체 세포막의 구조와 그 위에서 일어나는 생명현상을 0.1나노미터 단위까지 실시간으로 정밀 분석할 수 있는 중성자 바이오 계면(물질의 상이 변할 때 생기는 경계면) 측정장치를 개발했다고 15일 밝혔다. 이 장치는 연구용 원자로인 ‘하나로’에서 발생한 중성자 빔을 시료의 표면에 쏴 반사되는 중성자 세기를 검출해 얇은 세포막의 두께와 구성성분, 밀도 등의 정보를 확인할 수 있다. 액체 시료를 수평으로 유지하며 측정할 수 있도록 돼 있어 생체막과 같은 액체 계면에 형성된 바이오 분자막의 구조도 분석할 수 있다. 신 교수는 “X-선이나 전자현미경 등 다른 측정장치보다 투과력이 높아 실리콘과 같은 고체 내부의 계면을 외부에서 감지할 수 있고, 바이오 시료와 같이 연약한 물질을 거의 손상시키지 않아 생체물질의 생화학적 반응과정을 실시간으로 관찰할 수 있다.”고 말했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

국내 연구진이 세계 최초로 1나노미터(10억분의 1m)에 불과한 금속나노선(線)을 실리콘 기판 위에 구현하는 데 성공했다.2015년쯤 도달할 것으로 예상되는 반도체 소형화의 한계를 극복할 수 있는 획기적인 연구로 평가된다. 교육과학기술부와 과학재단의 지원으로 창의적연구진흥사업을 수행 중인 연세대 염한웅 교수 연구팀은 현재의 초고집적 실리콘 반도체소자의 금속배선에 비해 선폭이 50분의 1에 불과한 금속나노선을 반도체 소자로 만들 수 있는 도핑기술을 개발했다고 2일 밝혔다. 연구결과는 물리학 저널인 ‘피지컬 리뷰 레터스’지 3월28일자에 게재됐고,4월9일자에 2편이 실릴 예정이다. 이번 논문 게재로 염 교수팀은 물리학 분야에서 세계 최고의 권위를 가진 ‘피지컬 리뷰 레터스’에 최근 5년간 10편의 논문을 연속 발표하는 업적을 이뤘다. 연구팀은 1나노미터 폭의 금으로 된 원자선에 실리콘원자를 첨가하는 방식을 개발했다. 특히 연구팀은 가까운 시일 안에 현재 원자 2개 폭인 원자선을 1개까지 줄일 수 있을 것으로 보고 있다. 염 교수는 “반도체 소형화는 15∼30나노미터급에서 멈추리라는 것이 지배적인 분석”이라며 “이번 연구는 10나노미터 이하의 반도체 소자를 만들 수 있는 길을 열었다는 데 의의가 있다.”고 밝혔다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

요즘 우리 주위에서 흔하게 접할 수 있는 ‘나노’는 난쟁이를 뜻하는 그리스어 나노스(nanos)에서 유래했다.1나노초(㎱)는 10억분의 1초를 뜻하며 1나노미터(㎚)는 10억분의 1m로서 사람 머리카락 굵기의 10만분의 1, 대략 원자 10개 정도의 크기에 해당된다. 나노기술은 대략 1∼100nm 크기의 물질로 이루어진 미세한 크기의 재료나 기계를 만드는 기술, 나노 크기 영역에서 나타나는 새로운 물리적 특성을 응용해 장비의 성능을 크게 향상시키려는 기술 등으로 구성돼 있다. 나노 크기의 물질이 갖는 가장 큰 특징은 조그만 크기 변화에도 민감하게 반응한다는 점이다. 이러한 반응은 광학적·전기적·자기적 에너지의 관점에서 새로운 현상들을 발생시킨다. 또 표면효과 역시 나노 영역에서 중요하게 생각되는 부분이다. 나노크기의 물질은 일정한 물질부피 안에 존재하는 표면적이 기존의 물질에 비해 매우 크다. 따라서 물질을 구성하는 원자들이 입자의 표면에 많이 존재하게 됨으로써, 기존의 물질에서는 기대할 수 없었던 새로운 물리적 성질이 나타난다. 또 이러한 넓은 표면적으로 인해 물질의 상태가 매우 불안정하기 때문에 주위 환경과 쉽게 반응하거나 상태가 쉽게 변하는 성질을 갖는다. 현재 나노기술은 세탁기나 냉장고 등 가전제품에서부터 치약이나 비누 등 생활용품에 이르기까지 다양하게 상용화되고 있다. 가까운 미래에는 우리가 상상했던 것을 현실로 만들어 줄 것으로 기대를 모은다. 실제로 인체의 모세혈관 속을 잠수함처럼 다니면서 질병을 진단하고 치료할 수 있는 나노로봇, 기가바이트(GB)보다 1000배 빠른 속도와 용량의 테라바이트급으로 집적화할 수 있는 나노크기의 반도체 등이 상용화 단계에 접어들고 있다. 또 의학 분야에서 나노크기의 고분자나 자성나노입자로 만들어진 나노바이오 센서는 감도가 매우 뛰어나 극소량의 시료만으로도 특정 목표를 찾아가 바이러스나 암세포 등의 유해한 물질을 제거·진단하는 데 유용하게 쓰인다. 연세대학교 광자응용기능성분자 연구실 김용록 교수팀은 최첨단 나노기술과 초고속 레이저 분광학 기술을 접목, 나노특성과 에너지 변환 특성을 나타내는 독창적인 연구를 수행하고 있다. 특히 수십 나노미터 수준을 뜻하는 ‘메조’ 영역에서 기공성 탄소나노섬유를 개발해 차세대 수소 저장 소재 및 고감도 기체 센서의 개발 가능성을 열었다. 이 연구결과를 이용하면 환경 유해물질을 선택적으로 분리해 제거할 수 있는 다기능 광촉매를 생산할 수 있다. 김 교수팀의 연구결과는 지난 5년간 화학분야의 국제 학술지에 40여편의 논문으로 소개됐고,7편의 특허가 출원돼 있다. 김 교수는 “광통신 및 디스플레이 소자 연구와 유해바이러스, 유독성 환경 물질을 해결하는 연구에 주력하고 있다.”면서 “나노가 기본적인 개념 단계에서 벗어나 본격적으로 산업에 활용되는 데 기여하고 싶다.”고 밝혔다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

하이닉스반도체의 역공이 시작됐다. 내년 1월 세계 최초로 40나노급 낸드플래시(전원이 꺼져도 데이터가 저장되는 비휘발성 메모리) 반도체 생산에 들어간다. 이 분야 세계 1·2위인 삼성전자·도시바와의 본격 3파전 서막이 올랐다. ●출발 늦은 하이닉스,48나노로 승부수 하이닉스는 4일 “48나노 공정으로 16기가비트(Gb) 용량의 낸드플래시 제품 개발에 성공했다.”면서 “이달 중 주요 고객사에 샘플을 공급한 뒤 내년 1·4분기 중에 본격 양산에 들어간다.”고 밝혔다. 현재 삼성전자는 16기가 제품을 51나노 공정으로, 도시바는 56나노 공정으로 만들고 있다. 세계 서열 3위인 하이닉스가 40나노급 적용은 맨처음 한 것이다. 나노는 반도체 회로의 선폭을 재는 단위이다. 숫자가 작아질수록 선폭이 얇아진다. 똑같은 원판(웨이퍼)에서 좀 더 많은 반도체 칩을 만들 수 있음을 의미한다. 올초 60나노급 8기가에서 올 11월에야 50나노급(57나노) 8기가로 옮겨갔던 하이닉스는 불과 두어달새 40나노급으로 또 한번 ‘점프’했다.16기가를 굳이 40나노급으로 만드는 이유에 대해 하이닉스측은 “어차피 개발이 한발 늦은 상태에서 경쟁업체가 이미 하고 있는 50나노급 공정으로는 추격이 어렵다고 판단했다.”면서 “처음부터 57나노는 거쳐가는 단계로 큰 비중을 두지 않았다.”고 털어놓았다.40나노급에 승부수를 걸었다는 얘기다. ●삼성전자,“용량 안 따라 아직 적수 못돼” 삼성전자측은 “생산공정은 용량과 함께 진화해야 하는데 하이닉스는 40나노급에서 (이미 우리가 만드는)16기가 제품을 만든다.”며 40나노급 공정 적용 자체는 큰 의미가 없다고 평가했다. 삼성전자와 도시바는 내년에 40나노급 공정을 적용한 32기가 제품을 각각 내놓을 계획이다. 삼성전자측은 “하이닉스의 이번 제품 개발 의미는 공정보다 오히려 (삼성전자, 도시바에 이어)세계 세번째로 16기가 제품 양산에 들어갔다는 데서 찾아야 한다.”며 “내년에 낸드시장의 주력제품이 8기가에서 16기가로 옮겨갈 것이 확실시되기 때문에 본격 3파전이 펼쳐질 것”이라고 내다봤다. 하이닉스측도 “종전까지는 1,2위와의 격차가 커 세계 3위라고 말하기가 좀 민망했지만 올 3분기에 처음으로 세계 시장점유율 20%대로 올라서면서 진검승부가 가능해졌다.”고 장담했다. 하이닉스는 3분기에 전분기보다 무려 86.1%나 늘어난 8억달러 매출을 기록, 배 가까이 벌어져있던 2위(11억달러)와의 격차를 대폭 줄였다. 하이닉스측은 “똑같은 16기가라도 48나노로 만드는 만큼 생산성 우월”을 장담하지만 삼성전자측은 “생산성을 결정짓는 것은 수율(불량 없이 정상품이 나오는 비율)”이라고 일축했다. 낸드 플래시는 휴대전화, 디지털카메라, 컴퓨터 등에 응용된다. 생산업체간 경쟁이 치열해지면 그만큼 더 싸고 진화된 완제품이 나오게 돼 소비자로서는 즐거운 현상이다. 안미현기자 hyun@seoul.co.kr

국내 과학기술 연구진이 신소재를 이용한 첨단기기 개발에 잇따라 성공해 관심을 끌고 있다. 터치스크린·투명히터 등 신소재를 이용한 연구 개발이 세계 최초인 데다 이를 상용화하는 데도 오랜 시간이 걸리지 않을 것으로 보여 더 주목받고 있다. ■ “車성에 이젠 가라” 앞으로 겨울철에 자동차를 모는 운전자들이 차 유리창의 성에와 김서림 때문에 골머리를 앓을 일은 없을 것 같다. 한국기계연구원 한창수 박사팀은 꿈의 신소재로 알려져 있는 단일벽 탄소나노튜브를 이용해 자동차의 열선으로 활용할 수 있는 투명히터를 세계 최초로 개발했다고 28일 밝혔다. 탄소나노튜브는 탄소들이 둥근 원을 이루며 긴 형태의 튜브로 돼 있으며, 단일벽 탄소나노튜브는 이 가운데 순수 탄소로만 이뤄진 1나노 사이즈(100만분의1㎜)로 속이 비어 있다. 구리보다 전기전도가 잘 되고 다이아몬드보다 열전달 능력이 뛰어난 등 기존 소재보다 월등히 우수한 전기·화학·물리적 성질을 갖고 있다. 이번에 개발된 탄소나노튜브 투명히터는 유리의 전면에 두께 50나노미터 정도의 얇은 층으로 코팅돼 있다. 기존 자동차 열선 등에 사용되는 은열선이 운전자의 시야를 차단하기 때문에 뒷면 유리에만 제한적으로 사용됐던 데 비해 투명도가 80% 이상으로 시야 장애가 없다. 특히 기존 열선에 비해 빠르고 고르게 온도를 상승시킬 수 있고 소비전력 또한 3분의1 수준으로 낮아 자동차뿐 아니라 다양한 형태의 디스플레이 패널과 광학 렌즈 등에 폭넓게 활용할 수 있다. 개발 단계부터 탑나노시스, 현대자동차, 코리아오토글라스 등 관련업계와 산학협력을 진행해왔기 때문에 2∼3년 내에 상용화가 가능하다. 한 박사는 “현재 세계 각국의 자동차와 디스플레이에 활용하기 위해 투명히터 개발에 집중하고 있다.”면서 “이번 연구성과로 한국이 투명히터 시장을 선점할 수 있게 됐다.”고 말했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr ■“아이폰 한판 붙자” 휴대전화,MP3플레이어, 게임기기, 내비게이션 등 다양한 모바일 기기에 적용할 수 있는 새로운 방식의 터치스크린이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 이 터치스크린은 현재 모바일 기기 시장에서 가장 뛰어난 성능을 지닌 것으로 평가되는 애플사 ‘아이폰’의 터치스크린보다 성능이 뛰어나고 내구성까지 갖춰 관련업계의 관심이 높다. 한국표준과학연구원은 기반표준부 김종호 박사팀이 촉각센서를 활용한 터치스크린을 개발했다고 28일 밝혔다. 기존 터치스크린에 사용되는 투명 전극 대신 누르는 힘 분포를 감지할 수 있는 촉각센서와 순수 투명기판만을 써 제작 비용이 싸고 선명도가 높다. 촉각센서는 폴리이미드 필름 재질로 10개의 힘 센서가 있어 0.1N(뉴턴·힘의 단위,1N은 엄지손가락으로 휴대전화 키패드를 누르는 힘 크기)의 힘까지 측정할 수 있다. 특히 여러 개의 접촉을 동시에 감지할 수 있어 화면상의 사진을 두 손가락으로 벌리거나 오므려 사진의 크기를 변경할 수 있을 뿐 아니라, 다양한 각도와 형태로 변형할 수 있다. 현재 모바일 기기 시장에서 주류를 이루고 있는 애플 제품의 경우 사진 크기만 조절할 수 있다. 또 표면을 반복해 만지면 투명 전극이 손상을 입어 기능을 제대로 발휘하지 못하는 기존 터치스크린에 비해 반복적인 접촉 및 충격 내구성도 뛰어나다고 표준연측은 설명했다. 김 박사는 “새로 개발된 터치스크린이 위치와 접촉력, 멀티터치 기능까지 고루 갖춰 기존 시장을 빠르게 대체할 것”이라며 “휴대전화 제조사를 비롯해 관심을 보이는 업체와 기술이전을 논의 중”이라고 밝혔다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

‘나노 열풍’이 다시 불고 있다. 몇년 전, 과학과 산업의 패러다임을 바꿀 것으로 각광받았던 나노 기술은 한동안 사람들의 관심에서 벗어나 있었다. 그러나 올해 노벨 물리학상이 나노 기술을 연구한 페르와 그륀베르크에게 수여되면서 다시 화제의 중심으로 떠오르고 있다. 한국도 올해의 국가과학자로 나노 분야의 대가인 KAIST 화학과 유룡 교수를 선정하며 이같은 흐름에 동참하고 있다. 생명기술(BT)과 함께 미래 산업의 보고로 평가되는 나노기술(NT)은 어떤 세상을 만들고 있을까? ●거인이 된 난쟁이 난쟁이를 뜻하는 라틴어 ‘나노스’(nanos)에서 유래한 ‘나노’는 10억분의 1을 뜻하는 접두사다.1나노미터(nm)는 10억분의 1m로 머리카락 굵기의 약 8만∼10만분의 1정도이며, 수소원자 10개를 나란히 늘어놓은 정도의 크기에 불과하다. 뭉뚱그려서 ‘나노’라고 부르지만, 나노기술은 간단하게 정의를 내릴 수 없을 만큼 광범위하다. 물리, 화학 등 기초과학 분야는 물론 수학, 화학공학, 재료공학, 기계공학 등 공학과 산업 모두에서 복합적으로 연구되고 있다. 자동차, 컴퓨터 부품, 의약품, 화장품 등에 실제로 적용되고 있으니 실체가 없는 이상적인 기술도 아니다. 난쟁이의 어원을 갖고 있는 나노가 우리의 생활을 지배하는 ‘거인’으로 커버린 셈이다. 나노기술을 설명하기 위해 흔히 사용되는 것이 그리스 철학자 데모크리토스의 ‘원자설’이다. 데모크리토스는 원자가 모든 물질의 근원이라는 주장을 펼치면서 빵을 예로 들어 빵이 더 이상 쪼개지지 않는 상태를 원자로 가정했다. 그렇다면 빵을 쪼개는 과정에서 어디 정도까지가 빵일까? 빵의 맛은 어느 정도 쪼개는 순간에 사라지며, 거꾸로 원자가 몇 개 모여야 빵의 맛과 성질을 가지게 될까? ●바이러스 잡는 나노로봇도 가능 나노기술은 이처럼 물질이 작아졌을 때의 성질을 파악하고 이용하는 기술이다. 물질은 나노 수준으로 쪼개지면 원래 성질과 전혀 다른 성질을 나타낸다. 금의 경우 수십나노 크기로 작아지면 붉은색으로 바뀌며, 이후 푸른색으로 변하기도 한다. 나노 금입자와 은입자는 독특한 성질을 가지기 때문에 화학반응을 일으키는 촉매로 사용된다.‘은나노 세탁기’가 월등한 세탁력을 자랑하는 것도 은나노 입자가 탁월한 촉매이기 때문이다. 나노 크기인 바이러스를 퇴치하기 위해 나노 로봇을 몸 속에 주입하는 것은 의사들이 꿈꾸는 나노 기술의 최고봉이다. 과학자들은 나노 로봇이 혈액을 타고 바이러스를 박멸한 후 몸 밖으로 빠져나오는 날이 멀지 않았다고 말한다. 고분자와 탄소 나노튜브의 복합 재료는 철보다 100배 이상 강하고 섬유처럼 부드럽다. 특히 열에 강하고 가벼워 항공 소재로 각광받고 있다. ●21세기 연금술…안전성 확보돼야 나노기술은 ‘21세기의 연금술’이라고 불린다. 먼지보다 작은 첩보로봇, 머리카락 굵기에 백과사전을 저장하는 초미니 반도체 등 공상과학 영화에서나 보던 일들도 실현시킬 수 있다. 그러나 나노기술에 대한 우려의 목소리도 있다. 상대방이 알아차리지 못하는 사이에 일거수일투족을 감시할 수 있는 나노센서는 조지 오웰이 ‘1984’에서 보여줬던 ‘빅 브러더’의 등장을 연상시킨다. 미세먼지보다 더 작아 뇌세포나 폐세포로 침투할 수 있는 나노입자들이 신체에 미치는 영향도 검증되지 않았다. 이 때문에 최근 세계 각국에서는 나노기술에 대한 안전기준을 마련하기 위한 준비가 한창이다. 유룡 교수는 “나노기술은 우리의 생활을 바꿀 수 있는 무한한 가능성을 갖고 있다.”면서 “경험하지 못한 새로운 분야인 만큼 학문적이나 사회적으로 생길 수 있는 모든 문제점을 충분히 고려한 기술 개발이 이뤄져야 한다.”고 강조했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

국내 최대 규모의 종합전자전인 한국전자전(KES 2007)이 9일 경기 고양시 한국국제전시장(KINTEX)에서 개막됐다.13일까지 열린다. 전자업체들이 최신 기술을 뽐내며 선보인 ‘비밀병기’를 살펴봤다. ●TV 트렌드는 풀HD TV의 트렌드는 풀HD(고화질)였다. 삼성전자는 세계 최대인 70인치 풀HD 액정표시장치(LCD) TV를 선보였다. 보르도 120㎒ 풀HD LCD TV, 칸 풀HD 플라스마 디스플레이 패널(PDP) TV 등 풀HD 평판TV가 주를 이뤘다. 특히 70인치 풀HD LCD TV의 경우 발광다이오드(LED)백라이트를 적용, 전기사용량은 줄이면서도 보다 선명한 화면을 제공한다. 또 그동안 LCD TV의 약점으로 꼽히던 화면떨림이나 잔상을 없앴다. LG전자는 102인치 PDP TV, 우드PDP ‘갤러리’를 비롯해 브로드웨이와 엔터테이너 등 프리미엄급 최첨단 TV를 선보였다. 엔터테이너는 최신 PDP패널을 적용, 밝기와 명암비를 높인 신형PDP TV다. 또 장시간 게임에 집중해도 눈에 피로를 주지 않는 화질과 어두운 영상의 화면도 선명하게 표현할 수 있는 게임모드를 적용하는 등 엔터테인먼트 기능을 한층 강화했다. TV시장 공략에 다시 나선 소니코리아도 프리미엄 풀HD TV ‘브라비아 X시리즈’를 공개했다.X시리즈엔 소니의 독자적인 ‘모션플로우’기술도 들어가 있다. 자연스러운 움직임을 표현할 수 있는 것이 특징이다. 샤프전자도 65인치 풀HD급 LCD TV를 출품했다. 샤프측은 종전 디지털TV보다 2배이상 선명한 고화질TV라고 설명했다. 중국 회사인 하이얼도 내년 국내 시장에 선보일 60인치 PDP TV를 선보였다. 시장이 커지고 있는 홈시어터 역시 ‘풀HD’ 제품이 주류였다.LG전자는 홈시어터 ‘샴페인’을 내놓았다. 샴페인은 기존 DVD의 영상을 6배 더 선명한 풀HD급 화질로 바꿀 수 있다. 삼성전자는 ‘풀HD급 일체형 블루레이 홈시어터’를 선보였다. 랜선 연결만으로 간편하게 소프트웨어를 업그레이드할 수 있다. ●드디어 선보인 ‘명품폰’ 휴대전화 부문에서는 그동안 화제가 됐던 이른바 명품폰들이 대거 등장했다. 삼성전자는 명품 브랜드 아르마니와 함께 만든 ‘아르마니폰’과 뱅앤올룹슨과의 두번째 공동작품인 ‘세레나타’를 선보였다. 아르마니폰에는 삼성전자의 새로운 사용자인터페이스(UI) ‘크루아’가 들어갔다. 세레나타는 뮤직폰 기능을 대폭 업그레이드했다. 초소형 디지털 방식의 ‘아이스앰프’와 대형 외부 스피커가 내장됐다. 또 4기가바이트(GB)의 내장메모리엔 뱅앤올룹슨의 PC용 음악감상 프로그램 ‘베오플레이어’를 통해 음악을 집어 넣을 수 있다. LG전자는 야심작 ‘뷰티’를 선보였다. 뷰티는 프라다폰과 같은 전면 터치스크린과 500만 화소의 카메라가 특징이다. 뷰티는 일반 디지털카메라의 고급기능이 대부분 들어가 있다. 수동 초점은 물론 손떨림 방지기술도 포함됐다. 초당 120프레임의 초고속 동영상을 촬영, 터치스크린을 이용해 사진편집도 가능하다. ●차세대 프린터, 노트북도 선보여 삼성전자는 고품격 디자인의 세계 초소형·초슬림 모노 레이저 프린터와 모노 레이저 복합기를 선보였다. 고속하향패킷접속(HSDPA)과 휴대인터넷(와이브로)을 내장한 노트북,2세대 울트라모바일PC 등도 내놓았다. 세계 1위의 반도체 회사답게 세계 최초로 51나노 낸드플래시를 채용한 1.8인치 64GB SSD를 선보였다.SSD는 플래시메모리로 기존의 하드디스크(HDD)를 대신하는 차세대 저장장치다.HDD에 비해 소음, 충격, 발열, 소비전력이 우수하고 빠른 속도로 기록을 저장하거나 불러올 수 있다. LG전자는 세계 최초 듀얼 포맷 플레이어인 ‘슈퍼블루’의 2세대 신제품을 처음으로 공개했다.2세대 슈퍼블루는 블루레이 디스크와 HD DVD 디스크를 동시에 재생할 수 있다. 종전 DVD 디스크와 일반 오디오 CD를 재생할 수 있는 것은 물론이다. 또 프리미엄 데스크톱 PC와 모니터시리즈인 ‘블랙 피카소’도 선보였다. 블랙피카소는 LG전자의 ‘아트’PC시리즈의 첫 제품이다. 본체 두께도 업계에서 ‘마의 9㎝’로 불리는 벽을 넘어 8.9㎝로 줄였다. 김효섭기자 newworld@seoul.co.kr

삼성전자가 현재 나와 있는 용량의 두 배인 60나노급 2기가비트 D램을 세계 최초로 개발하는 데 성공했다. 이에따라 컴퓨터용 메모리 반도체의 대표주자가 ‘메가’에서 ‘기가’로 급속히 세대교체될 전망이다. 소비자 입장에서는 지금보다 처리속도가 훨씬 빨라지고 용량이 커진 컴퓨터를 즐길 수 있게 된다. 삼성전자는 12일 60나노급 공정의 2기가비트 DDR2 D램 개발에 성공했다고 밝혔다. 중앙처리장치(CPU) 선두회사인 인텔의 인증도 얻어 호환성을 입증받았다. 연말부터 양산에 들어간다. 서버용 모듈, 고성능 대형 컴퓨터(워크스테이션), 데스크톱·노트북 개인용 컴퓨터 등에 들어간다. 델, 휼렛패커드, 도시바,IBM 등 글로벌 컴퓨터업체에 납품할 것으로 보인다. 삼성측은 “이로써 메가에서 기가로 넘어가는 시장의 주도권을 확실히 잡았다.”고 자평했다. 이에 앞서 60나노급 1기가비트 DDR2 D램을 세계 최초로 개발, 양산한 곳도 삼성이다. 올 3월 양산에 들어간 지 6개월만에 이 용량의 두 배인 2기가짜리를 내놓은 것이다. 삼성은 2004년 이미 2기가 D램을 개발했지만 당시에는 60나노급이 아닌 80나노급(1나노는 머리카락 굵기의 10만분의1)이었다. 최대한 얇게 반도체 회로를 새겨야 생산성이 올라가는데 80나노 굵기로는 세대 교체의 승산이 없었다. 까닭에 양산을 포기하고 곧바로 60나노급 개발에 착수했다. 이번에 개발한 60나노급 2기가 D램은 굵기가 훨씬 미세해져 생산성이 40% 올라갔다. 예컨대 종전에는 웨이퍼 한 장에서 100개의 반도체를 생산했다면 이제는 140개를 얻어낼 수 있다. 데이터 처리속도도 초당 800메가비트로 빨라졌다. 삼성이 3년 전 개발한 80나노급 2기가(초당 667메가비트)보다 20%가량 빠르다. 가격 인하도 기대할 수 있게 됐다. 통상 여러 개의 칩을 심은 ‘D램 모듈’에는 1기가짜리 D램 36개가 들어가는데 2기가는 18개면 된다. 그만큼 부품 수가 줄어 비용을 절감할 수 있다. 발열량도 줄어 전력 소모가 적고 잔 고장도 줄어든다. 물론 아직은 초기라 2기가짜리 한 개 값이 1기가짜리 두 개 값보다 비싸다. 삼성전자측은 “지금은 512메가비트가 시장을 주도하고 있지만 올 연말쯤 1기가비트의 삼성내 생산비중이 30∼40%로 커지고 내년 상반기에는 비트 크로스가 예상된다.”고 전했다. 비트 크로스(bit cross)란 1기가비트 한 개의 가격이 512메가비트 2개보다 싸지면서 역전되는 것을 말한다. 이는 512메가의 시장 퇴출과 1기가 시대의 본격 개막을 뜻한다. 시장조사기관인 가트너 데이터퀘스트는 “2기가는 올해부터 시장이 형성돼 2011년에는 140억달러(13조원) 규모로 커지고 시장점유율도 47%에 이를 것”이라고 내다봤다. 안미현기자 hyun@seoul.co.kr

하이닉스반도체는 세계 최고속·최소형 1기가비트(Gb·10억비트)모바일 D램 개발에 성공, 내년 1·4분기부터 양산에 들어간다고 12일 밝혔다. 하이닉스는 “66나노(1나노=10억분의1m) 기술로는 세계 최초로 개발돼 상용화되는 제품”이라고 설명했다. 또 탑재되는 기기의 사양에 맞춰 데이터 처리 속도와 방식을 칩에서 바꿀 수 있는 하이닉스의 ‘원 칩 솔루션’ 기능을 갖추고 있다. 모바일 D램은 디지털 카메라,MP3플레이어,DMB,PMP 등의 기능이 장착되는 휴대전화 등에 들어간다. 모바일 D램을 사용하면 기존제품보다 20% 이상 얇은 단말기를 만들 수 있다. 전력사용량은 줄이면서도 데이터 처리 속도와 메모리 용량은 크게 개선된다.

속도가 훨씬 빠르고 외부 충격에 강한 노트북 PC가 나오게 됐다. 삼성전자가 내놓은 데이터 저장 장치 덕분이다. 삼성전자는 최근 세계 최초로 51나노 낸드 플래시로 만든 1.8인치 64기가바이트(GB) 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 양산에 들어갔다. SSD는 기존의 하드 디스크 드라이브(HDD)와 달리 모터와 기계 구동장치가 필요 없다. 따라서 똑같은 저장 용량이라 하더라도 HDD보다 속도가 훨씬 빠르고 외부 충격에 강하다. 전력 소모도 적고 무게 또한 더 가볍다. 다만,HDD보다 열 배가량 비싼 것이 흠이다. 삼성전자측은 “100만원대 이상의 초경량 고급 노트북 PC에 주로 적용될 것”이라고 밝혔다. 이번에 삼성이 양산에 들어간 SSD는 올 3월 타이완에서 첫 선을 보였다. 머리카락 굵기의 2500분의 1에 불과한 51나노 공정의 낸드플래시 64개를 겹쳐놓은 것이다.1.8인치 SSD 가운데는 최대 용량이다. 여세를 몰아 내년에 40나노 공정을 적용한 낸드 플래시를 출시할 계획이다.안미현기자 hyun@seoul.co.kr

삼성전자가 세계 최초로 51나노(머리카락 두께의 2000분의1) 공정을 적용한 세계 최대 용량의 16기가비트(Gb) 낸드플래시 양산에 들어갔다. ●8개월만에 용량·성능 두 배 높여 낸드플래시 메모리는 전원이 공급되지 않아도 저장된 데이터가 지워지지 않는 반도체이다. 주로 휴대전화,MP3플레이어,PMP 등 모바일 기기에 많이 사용된다. 삼성전자는 29일 “지난해 8월 60나노급 공정을 적용한 8Gb 낸드플래시 양산을 시작한 데 이어 8개월만에 용량과 성능을 두 배로 높인 16Gb 제품 생산을 시작했다.”고 밝혔다. 이는 삼성전자가 지난 2005년 9월에 처음 개발한 제품이다. ●2010년까지 누적 시장 규모 210억 달러 이 제품은 55∼57나노가 주류를 이루고 있는 다른 업체들의 50나노급 제품과 월등한 성능 차이를 보여 시장 반응이 주목된다. 특히 이 제품이 양산됨으로써 황창규 반도체부문 총괄사장이 밝힌 반도체의 집적도가 해마다 2배씩 높아진다는 ‘메모리 신성장론’이 또 한번 증명됐다. 반도체 업계는 50나노급 16Gb 제품은 내년에 시장 주력 제품으로 떠올라 2010년까지 누적 시장 규모가 210억달러대로 성장할 것으로 예상했다. 삼성전자 관계자는 “낸드플래시 개발과 양산 두 분야 모두에서 기술 리더십을 유지하고 있음을 다시 증명하게 됐다.”며 “51나노 기술을 적용한 낸드플래시는 기존 60나노급 제품에 비해 60% 정도 생산성 향상이 가능하다.”고 말했다. 51나노 16Gb 낸드플래시는 기존의 멀티레벨셀(MLC·한 셀에 2개의 데이터 저장) 낸드플래시의 약점을 보완했다는 특장점도 갖고 있다. 그동안 MLC는 고용량 구현은 가능했지만 읽기 속도를 높이는 데 한계가 있다는 점이 지적돼 왔다. 삼성전자는 “51나노 16Gb 제품은 4킬로바이트(KB)를 기본 단위로 데이터를 처리,60나노급 낸드 플래시에 비해 읽기·쓰기 속도가 2배 정도 빠르다.”고 설명했다. ●칩 1개에 164억개 트랜지스터 집적 51나노 16Gb 낸드플래시는 손톱만한 칩안에 164억개의 트랜지스터를 집적한 것이다. 16Gb 16개를 합친 32기가바이트(GB) 메모리카드로 만들면 DVD급 영화 20편(약 32시간) 또는 MP3파일 8000곡이나 일간지 200년치 분량 저장이 가능하다. 삼성전자는 “신제품 출시와 동시에 이를 지원하는 최적의 소프트웨어를 제공할 예정이다.”면서 “51나노 16Gb MLC 낸드플래시는 출하와 동시에 시장이 본격적으로 확대될 전망”이라고 말했다. 이기철기자 chuli@seoul.co.kr

삼성전자가 휴대전화 등의 크기를 획기적으로 줄일 수 있는 1기가비트(Gb)급 대용량·초고속 모바일 D램을 세계 최초로 개발했다. 이 제품은 기존 제품에 비해 두께가 20% 얇고, 전력도 30% 절감된다. 이로써 삼성전자는 PC에 이어 휴대전화 등 모바일 D램 시장에서도 기가급의 대용량 시대를 주도하게 됐다. 삼성전자는 27일 80나노 기술을 적용한 1기가비트(Gb·10억비트) 용량의 모바일 D램을 개발했다고 밝혔다.1나노는 10억분의1m이다. 제품은 내년 상반기에 양산될 예정이다. 이 제품은 512메가비트(Mb·100만비트) 모바일 D램 2개를 쌓은 기존 제품에 비해 두께가 얇고 전력 소모가 기존 제품에 비해 30%가량 감소된다. 이 제품은 특히 디지털 카메라,MP3플레이어,DMB,PMP 등의 기능이 장착되는 휴대전화 등의 소형화 추세에 획기적으로 대응할 수 있게 된다. 예컨대 이를 휴대전화에 적용했을 때 기존 제품보다 20% 이상 얇은 단말기를 만들 수 있다. 테이터 처리 속도와 메모리 용량도 크게 개선된다. 삼성전자 관계자는 “차세대 프리미엄 제품 개발을 앞서 이끌 수 있고,PC용 제품은 물론 그래픽·모바일 분야에서도 시장 확대를 주도할 수 있게 됐다.”고 말했다.이기철기자 chuli@seoul.co.kr

삼성전자는 세계 최초로 80나노 공정을 512메가비트(Mb) DDR2 D램에 적용해 양산에 돌입한다고 13일 밝혔다.80나노(1나노는 10억분의 1m) D램 공정은 2003년 9월 삼성전자가 세계 최초로 개발한 것으로,D램의 집적도나 데이터 보유특성을 개선할 수 있는 3차원 트랜지스터기술(RCAT)이 적용됐다.

삼성전자가 세계 처음으로 70나노급 D램을 개발했다. 삼성전자는 13일 첨단 70나노(1나노=10억분의 1m) 공정을 적용한 512메가 DDR2 D램 개발에 성공했다고 밝혔다. 이로써 2001년 100나노,2002년 90나노,2003년 80나노에 이어 이번에 70나노급의 4세대 D램 기술을 개발, 지속적으로 세계 D램시장을 주도할 수 있게 됐다. 나노 기술은 통상 100나노 이하에서 물질을 조작하는 기술로, 삼성전자가 이번에 개발한 70나노 공정기술은 반도체 회로 선폭이 머리카락 두께의 약 1400분의 1에 해당하는 초미세 반도체 제조 기술이다.70나노 512메가 DDR2 D램은 기존에 양산하는 90나노 512메가 DDR2 제품보다 생산성이 2배 높으며,1.8V 저전압 동작으로 PC를 비롯한 컴퓨팅 시스템뿐 아니라 각종 모바일 기기에 최적의 성능을 구현한다. 삼성전자는 이번에 개발한 70나노 512메가 D램은 내년 하반기 양산에 돌입한다. 김경두기자 golders@seoul.co.kr

삼성전자가 12일 내놓은 50나노 16기가비트 낸드플래시메모리는 인간 유전자의 모든 정보(12.16기가비트)를 담고도 남는 용량으로 앞으로 휴대가 가능한 모든 ‘모바일 저장매체’를 플래시메모리가 차지할 수 있는 시발점이 될 전망이다. 반도체 부문에서 1849년 미국의 ‘골드 러시’에 비견되는 ‘플래시 러시’를 가능케 하는 대목이다. 특히 50나노 양산 기술의 확보는 16기가 낸드플래시메모리뿐 아니라 기존 8기가와 4기가 플래시메모리에도 확대 적용이 가능해 2010년까지 총 300억달러 규모의 시장을 창출할 수 있다. ●‘디지털 페이퍼 시대’ 개막 16기가비트 낸드플래시메모리는 최대 32기가 바이트의 메모리카드 제작이 가능해 영화 20편 이상의 동영상(32시간)이나 MP3 음악파일 기준으로 8000곡(670시간), 일간지 200년치 분량의 정보를 저장할 수 있다.16기가비트 플래시메모리 하나만으로 2시간짜리 고화질급 영화를 완벽하게 재현할 수 있으며, 자동차 네비게이션용 지도로 미국과 캐나다 지리를 모두 저장할 수 있다. 이는 플래시메모리가 단일 저장매체로서 문자와 사진, 음악, 동영상 등 다양한 콘텐츠를 손톱만한 칩 안에 저장하고, 전달할 수 있다는 것을 의미한다. 황창규 반도체 총괄 사장은 “필름과 테이프,CD, 하드디스크(HDD) 등 휴대 가능한 모든 모바일 저장매체는 궁극적으로 플래시메모리가 완전히 대체해 플래시메모리가 생활의 필수품으로 자리잡을 것”이라면서 “이는 종이 개발에 이은 정보전달 매체 변화의 두 번째 전환점으로 인류는 지금 ‘디지털 페이퍼 시대’를 경험할 전망”이라고 강조했다. 실제로 세계 MP3 플레이어 시장을 장악한 미국의 애플사는 최근 하드디스크 대신 삼성전자의 4기가,2기가 낸드플래시메모리를 장착한 ‘아이팟 나노’를 선보여 가격과 성능, 디자인에서 기존 제품보다 우위를 보이고 있다. 이에 따라 플래시메모리는 MP3 플레이어에 이어 휴대전화와 디지털 카메라, 노트북 등의 하드디스크를 빠른 속도로 교체해 나갈 전망이다. ●삼성 플래시메모리 매출 매년 2배씩 증가 삼성전자는 2001년 100나노 기술을 처음 상용화한 데 이어 5년 연속 각 세대별 나노 기술을 세계 최초로 상용화에 성공했다. 이번 50나노 16기가 낸드플래시메모리는 지난해 개발한 60나노 8기가 플래시보다 용량은 2배로 커졌지만 크기는 25%가량 감소했는데 이는 50나노 기술 확보 때문이다.50나노(1나노는 10억분의1m)는 머리카락 두께 2000분의1에 해당하는 굵기다. 황 사장은 “이번에 개발한 50나노 기술은 16기가뿐 아니라 기존 8기가,4기가 낸드플래시메모리에도 확대 적용이 가능하며,2010년까지 총 300억달러의 시장이 창출될 것”이라고 전망했다. 시장조사 전문기관인 ‘가트너 데이터퀘스트’에 따르면 올해 낸드플래시메모리 시장은 100억달러를 웃도는 규모.2001년(14억달러)보다 7배 이상 성장한 것으로 단일 메모리로는 D램에 이어 100억달러를 돌파하는 셈이다. 삼성전자의 낸드플래시메모리 매출은 2001년 4억달러,02년 11억달러,03년 21억달러, 지난해 41억달러 등 해마다 2배 가까이 성장하고 있다. 김경두기자 golders@seoul.co.kr ●낸드(NAND) 플래시메모리 전원이 꺼진 상태에서도 정보를 저장할 수 있는 플래시메모리 가운데 용량이 크고 쓰기 속도가 빠른 특징을 갖고 있다. 디지털 카메라와 MP3 플레이어, 휴대전화 등에 주로 쓰인다. 쓰기 속도가 빠른 노어(NOR) 플래시메모리보다 비중이 낮았지만 올 상반기를 기점으로 낸드가 노어 플래시메모리 시장(지난해 84억달러) 규모를 추월할 것으로 점쳐지고 있다.

‘속도를 높이면 미래가 열린다.’ 원자를 구성하는 물질 가운데 양성자와 전자를 이용, 초미세 세계를 관찰하고 거대한 에너지를 얻고 물질의 특성까지 변화시키는 기술이 바로 가속기의 세계다. 특히 양성자와 전자의 속도를 높이면 정보기술(IT)·생명기술(BT)·나노기술(NT)·항공우주기술(ST) 등 우리의 미래를 좌우할 첨단기술 개발에 가까워질 수 있다. ●‘빛 공장’, 방사광 가속기 물체의 형태와 구조, 색채를 식별하기 위해서는 빛이 필요하다. 특히 원자나 분자가 어떻게 배열되어 있는지 관찰하기 위해서는 원자간 또는 분자간의 거리보다 짧은 파장의 빛이 있어야 한다. 방사광 가속기는 전자를 빠른 속도로 만들어 다양한 파장 및 밝기의 빛, 즉 방사광을 생산하는 장치다. 이 빛은 태양빛보다 수백만배 밝고, 퍼지지 않아 유용하게 사용할 수 있다. 방사광 가속기에서는 전자총이 1초에 2000억개의 전자를 내보낸다. 이 전자들은 빛의 속도(초속 30만㎞)의 10분의1에 불과하지만, 가속관을 지나면서 빛 속도에 근접하게 된다. 이어 가속된 전자는 전자석이 설치된 구간을 통과하며 전자기파를 발생시킨다. 이 전자기파가 바로 방사광이다. 우리나라가 지난 1994년부터 운영하는 포항 방사광 가속기는 전세계적으로 12기밖에 없는 제3세대 방사광 가속기 중 하나이며 미국, 프랑스, 이탈리아, 타이완에 이어 5번째로 제작된 것이다. 성과로는 지난 2000년 세계 최초로 마이크로미터(1㎛=100만분의1m) 단위로 모기의 내부를 동영상 촬영했다. 이 기술을 발전시키면 뇌혈관이나 심장동맥혈관 등을 관찰할 수 있어 난치병 치료에 기여할 수 있다. 이에 앞서 지난 1998년에는 두께 130㎛, 지름 200㎛의 톱니바퀴 제작에도 성공했다. 이는 톱니바퀴 40개가 참깨 한 알에 들어갈 수 있는 크기로 방사광을 초미세 기계 가공에도 이용할 수 있다는 것을 보여줬다. 이를 발전시키면 세균보다 작은 구멍을 뚫어 세균을 걸러내는 세균 필터, 혈관 속으로 들어가는 초소형 의학 로봇 등의 제작이 가능하다. ●수소 경제를 앞당긴다 원자의 구성물질을 살피기 위해서는 우선 원자 크기인 0.1나노미터(1㎚=10억분의1m)보다 작은 파장의 빛이 필요하다. 제3세대 방사광 가속기의 경우 이같은 파장을 만들어낼 수 있지만, 문제는 빛의 밝기와 시간길이가 이를 따라가지 못한다는 데 있다. 사진을 찍을 때 어두운 곳에서는 더 많은 빛을 받아들이기 위해 플래시를 터뜨리고, 빠르게 움직이는 대상을 선명하게 찍기 위해 셔터의 속도를 빨리하는 원리와 유사하다. 이 때문에 제3세대보다 더 밝고 시간길이가 짧은 빛을 만들 수 있는 제4세대 방사광 가속기 건설사업이 추진되고 있다. 포스텍(포항공대) 고인수 가속기연구소장은 “제4세대는 제3세대보다 빛의 밝기가 최대 100억배 이상 밝다.”면서 “또 빛의 시간길이는 3세대의 수십 피코초(1ps=1조분의1초)에서 수십 펨토초(1fs=1000조분의 1초)로 줄일 수 있다.”고 설명했다. 제4세대가 실용화되면 물 분자를 구성하는 수소와 산소가 펨토초 단위로 붙었다 떨어지는 화학반응 과정을 관찰할 수 있다. 즉 수소를 에너지원으로 활용하는 ‘수소 경제’를 앞당기는 데 기여할 것으로 기대된다. 또 세포의 세포막을 형성하는 단백질의 분자구조도 밝힐 수 있어 신약개발에도 응용이 가능하다. 예를 들어 암세포가 분화하면서 세포막을 뚫고 들어가는 과정을 확인한 뒤 이를 막는 방법을 찾을 수 있다. 고 소장은 “제4세대 방사광 가속기 건설을 위한 기술력은 대부분 확보됐으며, 현재 설계작업을 진행중”이라며 “오는 2009년까지 건설을 끝낸 뒤 2010년부터 본격적으로 운영할 계획”이라고 말했다. ●양성자 가속기 높은 전압 차이를 이용해 양성자를 고속으로 움직이게 만드는 장치가 양성자 가속기이다. 양성자는 양전하(+)를 가진 입자여서 전압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하게 되며 전압 차이가 클수록 그 속도가 빨라진다. 전압이 1억eV(전자볼트)일 경우 양성자가 초속 13만㎞의 속도를 낼 수 있다. 이는 납처럼 무거운 원소의 핵에 부딪쳐서 그 핵을 깨고 양성자와 중성자를 밖으로 튀어나오게 할 수 있는 에너지를 갖는다.10억eV(1기가 전자볼트)의 전압이면 양성자가 빛의 속도에 가깝게 되며, 이 경우 원자핵보다 작은 중간자나 중성미자 등의 미립자도 깨뜨릴 수 있다. 이처럼 가속된 양성자를 다른 물질에 충돌시키면 물질의 근본구조가 달라지게 되며 이러한 특성을 과학기술 및 산업분야에 응용할 수 있다. 현재 우리나라는 원전센터 부지선정과 함께 1억eV급 양성자 가속기 건설 계획을 추진하고 있다. 오는 2012년 완공을 목표로 하고 있다. 고 소장은 “양성자 가속기는 특정 물질의 성질을 향상시킬 수 있어 기초과학뿐만 아니라, 당장 산업적 파급효과도 크다.”면서 “성능이 향상될 경우 방사능 물질의 반감기를 수십만∼수백만년에서 수십∼수백년으로 앞당길 수 있어 방사성폐기물 처리에도 이용할 수 있을 것”이라고 내다봤다. 예를 들어 양성자빔을 타이어에 쏘이면 더욱 질겨져 내구성이 증가하게 된다. 이 때문에 양성자 가속기가 가동되면 연간 1조원 이상의 경제적 효과를 거둘 것으로 예상되고 있다. 또 국립암센터에서는 암치료용 양성자 가속기를 내년부터 활용할 예정이다. 이는 세포속 DNA를 파괴하는 양성자의 성질을 이용, 암을 외과적인 수술없이도 제거할 수 있다. 장세훈기자 shjang@seoul.co.kr