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오늘의 추천 주제분야 (반도체)
반도체
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연구비
214.8% 상승2014 2737억2024 8617억
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과제수
68.9% 상승2014 1062건2024 1794건
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연구자
120.6% 상승2014 11182명2024 24664명
* 국가과학기술표준분류 (물리학>응집물질물리>반도체, 전기전자>반도체장비, 전기전자>반도체소자/시스템)에 따른 연구현황
정책동향
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반도체칩 : 대서양 횡단 기술 협력에서 유럽연합(EU)의 포부 (Chips: EU’s Ambition in a Transatlantic Technology Bridge)2024 Istituto Affari Internazionali
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중국 현급 지역 배터리 충전 및 교환 시설 미비 보완 시범사업 (关于开展县域充换电设施补短板试点工作的通知)2024 中华人民共和国财政部(MOF )
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도시철도차량용 컨버터 일체형 경량 반도체변압기 및 경량 고효율 영구자석 동기전동기 개발 : 최종보고서 : 철도기술연구사업 최종보고서2024 국토교통부 : 국토교통과학기술진흥원
참여기관
논문
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Cryogenic III-V and Nb electronics integrated on silicon for large-scale quantum computing platforms2024 국외전문학술지 - Nature communications
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Overshoot-suppressed memristor crossbar array with high yield by AlOx oxidation for neuromorphic system2024 국외전문학술지 - Advanced materials technologies
특허
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인공지능기반불량품이미지생성에기초한양품및불량품분류시스템및방법2024 출원 (주)엠비젼;(주)엠비젼 (10-2024-0119400)
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이미지 신호 전송 방법 및 수신 방법2024 등록 (주)넥스트칩 (7569936)
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컴퓨팅 시스템, 신경망 훈련 및 압축 방법, 및 신경망 연산 가속기2024 출원 포항공과대학교 산학협력단 (10-2024-0036087)[유발과제] : DRAM PIM 설계 기반 기술개발
유관기관 우수사례 및 홍보 기술
한국연구재단
미래형 반도체 소자를 위한 핵심 신소재 플랫폼 기술 (III–V(3-5족) 기반 2D 나노시트 전자소자용 소재 개발)
■ 기술개요: • AI 서비스와 초고속 데이터 처리 수요가 급증하면서 기존 반도체 기술은 한계에 직면했다. CPU와 메모리 분리 구조에서 발생하는 병목 현상은 속도 저하, 전력 소비 증가, 발열 문제로 이어진다. 현재 상용화된 인메모리 컴퓨팅(PIM, CIM) 기술은 실리콘 기반 공정 한계로 인해 성능 개선에 제약이 있으며, 회로 설계가 아닌 소재 단계의 혁신이 요구된다. 이에 심우영 교수 연구팀은 III–V족 원소(질소, 인, 비소, 안티몬 등)로 구성된 초박막 층상(2D) 반데르발스 구조 기반 나노시트 소재를 개발했다. ■ 기술적 차별성 및 효과: • 기존 TMD(이황화몰리브덴 등) 기반 2D 소재에 비해 전하 이동도, 밴드갭 제어력, 공정 호환성 측면에서 우수 • 단일 소자 내 통합 기능: 연산+메모리+뉴로모픽 특성 동시 구현 • 초소형화 가능: 원자 1~2층 두께의 2D 나노시트 구조 • 저전력 구동: ±3V 이내에서 고저항/저저항 전환 가능 • 전자 이동성 & 밴드갭 조절력 우수 → 고속 연산·센서 소자에 특화 • 산업계 수요가 높은 III-V(3-5족) 계열 기반으로 소자 일관성 및 직접 가능성 확보 • 투명·유연 디바이스에 응용 가능(웨어러블, 플렉서블 소자 등) ■ 개발 • 연세대학교 신소재공학과 심우영 교수 연구팀 ■ 추가적인 정보는 '파일 다운로드' 하면 '기술요약서' 확인할 수 있습니다. ■ 카드 뉴스
![[출연(연) 과학기술, 꿰어야 보배] 미래를 연결하는 기술, 차세대 반도체 연구](/file/save/th/mainRltdOrg/1234567890125_rltdOrg05.jpg)
국가과학기술연구회
[출연(연) 과학기술, 꿰어야 보배] 미래를 연결하는 기술, 차세대 반도체 연구
우리가 평소에 사용하는 스마트폰, 컴퓨터 같은 전자기기부터 자동차, 심지어 우주를 떠다니는 인공위성까지. ‘반도체’는 일상생활과 각종 산업 분야에서 떼려야 뗄 수 없는 존재입니다. 단순 전자회로 부품이라 칭하기엔 하는 역할도 어마어마하죠. 뇌처럼 정보를 처리하기도, 방대한 양의 정보를 저장하기도, 에너지를 효율적으로 관리하기도 하는 등 다양한 작업을 수행하거든요. 특히 최근의 디지털 전환 가속화와 인공지능, 빅테이터 기술의 확산으로 인해 반도체의 수요와 역할은 그 어느 때보다 중요해졌습니다. 이러한 기술 발전에 대응하고 한계를 극복하기 위해서 대용량, 고속, 저전력 등 고성능화로의 진화가 필요한 시점에 놓여 있습니다. 차세대 반도체 원천기술을 확보한다면 글로벌 시장에서 경쟁력을 높이는 것은 물론 막대한 부가가치 창출로 국가 경제 성장을 견인할 수 있을 것으로 보이는데요. 이번 꿰어야 보배에서는 차세대 반도체 기술 확보를 위한 우리 출연(연)의 연구성과를 살펴보며, ‘초거대 계산 반도체 전략연구단’이 만들어가는 초연결 시대의 시작을 들여다보겠습니다. 한국재료연구원(KIMS) 몸에 부착하는 인공지능 센서, 머지않았다! 스마트워치와 같은 웨어러블 기기들이 일상에 빠르게 스며들고 있습니다. 혈압, 심박수 체크는 물론 수면 패턴 모니터링, 운동량 추적까지 건강관리에 큰 도움을 주고 있기 때문이죠. 몸에 부착하는 웨어러블 기기의 핵심은 고집적(高集積)이면서도 고유연성을 가지는 차세대 인공지능 반도체 기술인데요. 하지만 그간의 연구는 대부분 실리콘 기반을 기반으로 진행돼 유연하면서도 신뢰성을 가진 반도체 소자를 구현하기에 어려운 점들이 있었죠. 이러한 상황 속, 한국재료연구원(이하, KIMS) 에너지전자재료연구실 김용훈 박사 연구팀이 차세대 뉴로모픽 반도체 소자*를 세계 최초로 구현해 냈습니다. 본 기술은 10~30밀리미터(㎜)의 곡률 반경과 700번 굽혔다 폈다를 반복하는 유연 시험에도 뚜렷한 성능저하 없이 95% 수준의 손 글씨 패턴 인식률을 보이는 등 뛰어난 성능을 자랑합니다. * 뉴로모픽 반도체 소자 : 인간의 뇌를 모사해 전력 소모를 줄이면서 병렬 컴퓨팅 성능을 높여 고효율로 인공지능을 수행할 수 있는 차세대 반도체 소자 한국기초과학지원연구원(KBSI) 차세대 반도체 소자 제작기술개발 난제 해결 ‘반도체’라는 작은 칩은 인류 문명의 발전을 이끌었습니다. 생활 방식을 바꾸고, 정보의 흐름을 가속했으며, 다양한 기기의 스마트화를 주도했죠. 최근에는 인공지능, 자율주행, 빅데이터 등 새로운 산업이 발전하면서 더 작고, 더 빠르고, 더 효율적인 반도체 연구가 진행되고 있습니다. 하지만 발열문제, 과도한 전력 소모 등 문제가 발견되면서 상용화에 한계가 존재했는데요. 난제 해결을 위한 연구가 지속되는 가운데, 정희석 한국기초과학지원연구원(이하, KBSI) 소재분석연구부 박사 연구팀이 정연웅 센트럴 플로리다대학교(UCF) 재료공학과 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 2차원 반도체 물질의 접촉저항 문제를 해결했습니다. 2차원 TMD 물질인 백금과 셀레늄 혹은 텔루륨으로 구성된 PtSe2와 PtTe2 간의 상변화를 통한 화학기상증착법을 이용하여 대면적 금속-반도체-금속 구조의 2차원 반도체 소자 제작해 낸 것인데요. 이렇게 탄생한 반도체 소자는 기존 3차원 접촉으로 이루어진 것보다 낮은 접촉저항 값을 보이고, 작동효율도 향상된 것으로 확인되었습니다. 이번 연구성과는 우수성을 인정받아 나노분야에서 저명한 학술지인 나노 레터에 소개되기도 하여 연구팀의 기술혁신이 우리 삶에 긍정적인 영향을 미치길 기대합니다. 한국표준과학원연구원 첨단산업 '눈' 뜨게 할 새로운 반도체 나왔다 적외선 센서는 눈으로 볼 수 없는 영역의 빛을 감지해 전기 신호로 변환합니다. 이를 통해 우리는 그동안 알 수 없었던 정보들을 얻을 수 있죠. 적외선 대역 중 파장의 길이가 1.4∼3.0μm 사이인 단파장 적외선(SWIR, short wavelength infrared)은 연기, 안개 등을 잘 투과하고 물체가 가진 고유의 빛 스펙트럼을 탐지할 수 있어 자율주행차 카메라, 스마트 IoT 센서 등 첨단산업 분야의 ‘눈(眼’)으로 사용되곤 하는데요. 이호성 한국표준과학연구원(이하, KRISS) 반도체디스플레이측정그룹 박사와 이상준 박사가 초고감도 단파장 적외선(SWIR) 센서에 쓰이는 고품질 화합물 반도체 소재 ‘InAsP 소재’를 개발해 미래산업 분야에 긍정적인 신호탄을 쏘았습니다. 그간 SWIR에 가장 흔히 쓰이던 InGaAs 소재는 일정 성능 이상의 SWIR 센서를 제작하기엔 어려움이 있었는데요. 연구팀이 개발한 소재는 기존 대비 신뢰도가 높고, 성능 저하 없이 광검출도 가능한 것으로 확인되었습니다. 개발 기술의 핵심은 기판과 광 흡수층 사이에 s와 P의 비율을 단계적으로 조성한 메타모픽 구조를 삽입한 것입니다. 그 결과 격자 변형을 완화해 품질을 유지하면서도 밴드갭을 유연하게 조절할 수 있는 신소재가 탄생했는데요. 이에 대해 KRISS 이상준 박사는 “개발한 소재는 즉시 상용화 가능한 수준으로 전투기용 레이더, 의약품 결함 검사, 폐플라스틱 재활용 공정 등 미래산업 분야에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다”고 전했습니다. 한국전자통신연구원(ETRI) 반도체혁신 주도할 p형 반도체 소재 개발 물질이 전류를 얼마나 잘 전달할 수 있는지를 나타내는 ‘전기전도도’는 반도체의 중요한 특성입니다. 그래서 전기전도도를 높이기 위해 도핑 과정을 거쳐 p형, n형 반도체를 만드는데요. 여기서 n형 반도체는 디스플레이 분야에서 주로 활용되죠. 한편, 최근에는 고해상 디스플레이, 특히 HV급(8K*4K)급의 해상도에서 240Hz 이상의 주사율이 요구되면서 n형 특성에 견줄 수 있는 p형 반도체에 대한 수요가 높아지고 있습니다. 이러한 상황 속, 한국전자통신연구원(이하, ETRI) 연구팀이 반도체 산업의 혁신을 주도할 p형 반도체 소재와 이를 활용한 박막 트랜지스터 개발에 성공했습니다. 연구팀이 개발한 n형 반도체와 Te 기반의 p형 반도체 이종접합 박막 트랜지스터 및 p형 반도체 소자는 300℃ 이하의 공정에서도 안정적으로 작동해 M3D 상용화에 한 걸음 다가섰다는 평가를 얻고 있는데요. 연구성과는 세계적 학술지 ‘미국화학회(ACS) 응용재료 및 인터페이스’에 지난 4월과 6월에 게재되는 영광을 누리기도 했으며, 향후 차세대 디스플레이 및 초저전력 반도체 소자 개선에 널리 활용될 것으로 전망됩니다. 한국과학기술연구원(KIST) '뉴런-시냅스-뉴런' 구조 블록처럼 쌓여 인공 신경망 하드웨어 시스템 구현 인공지능, 사물인터넷, 머신러닝 등 새로운 산업이 급속히 발전하면서 방대한 데이터를 효율적으로 처리하고, 에너지를 절약하는 차세대 인공지능 반도체의 필요성이 높아지고 있습니다. 그중에서도 인간의 뇌에서 영감을 받은 뉴로모픽 컴퓨팅이 주목받고 있는데요. 이에 생물학적 뉴런과 시냅스를 모방한 소자들이 새롭게 개발되고 있지만, 아직 미비한 상황입니다. 이러한 가운데, 곽준영 한국과학기술연구원(이하, KIST) 인공뇌융합연구단 박사 연구팀이 뉴런과 시냅스를 블록처럼 연결해 대규모 인공 신경망 하드웨어를 구성할 수 있는 인공 신경 모사 소자의 통합 요소 기술을 구현해 냈습니다. 이를 통해 개발한 소자는 기존 실리콘 CMOS 기반 소자의 확장 한계를 뛰어넘으면서도 에너지 사용량을 크게 줄여 탄소 배출과 같은 환경 문제 개선에도 도움이 될 것으로 보입니다. 이번 연구성과에 대해 KIST 곽준형 박사는 “인공 신경망 하드웨어 시스템은 향후 스마트 시티, 의료, 차세대 통신, 기상예보 및 자율주행 자동차와 같은 실생활에 밀접한 응용 분야에서 생성되는 방대한 양의 데이터를 효율적으로 처리하는 데 활용할 수 있을 것”이라면서 기대감을 표했습니다. '초거대 계산 반도체 전략연구단' 출범! 앞서 소개한 연구성과들을 기반으로 초거대 계산 처리를 위한 차세대 컴퓨팅 반도체를 개발하고, 나아가 글로벌 시장에서 차세대 반도체 분야를 선도하기 위해 ‘초거대 계산 반도체 전략연구단’이 출범했습니다. 연구단에는 총괄기관인 한국과학기술연구원을 중심으로 한국전자통신연구원, 한국표준과학연구원, 한국재료연구원, 한국기초과학지원연구원이 함께 합니다. 이들은 핵심 원천기술 확보를 통해 국가 과학기술의 경쟁력을 높이고, 국가 경제 발전에 이바지하며, 나아가 국민 삶의 질 향상에 기여해 나갈 예정입니다. 올해 6월부터 시작된 ‘초거대 계산 반도체 전략연구단’의 협력은 2029년 5월까지 이어질 예정입니다. 그때가 되면 보안, 신약개발, 기후예측과 같이 수일~수개월이 소요되는 복잡한 계산도 단번에 해결되고, ‘꿈의 컴퓨터’라 불리던 양자컴퓨터의 시대가 열릴지도 모르겠는데요. 연구단은 목표성과를 달성하기 위해 소자, 알고리즘, 소프트웨어 등 차세대 반도체에 요구되는 요소 간의 유기적이고 통합적인 연구를 지속해 나갈 계획입니다. 앞으로 반도체 분야는 다양한 첨단 산업의 발전을 이끄는 핵심 기술로 자리 잡을 것입니다. 그리고 전략연구단의 글로벌 기술 경쟁에서 우위를 점할 수 있는 혁신적인 성과 창출을 위해 경쟁력을 강화해 갈 예정이죠. 초연결 시대, 우리가 꿈꾸는 내일에 더 가까이 다가갈 수 있도록 우리 연구진들에게 응원과 관심 부탁드립니다. [출처] 미래를 연결하는 기술, 차세대 반도체 연구|작성자 국가과학기술연구회
한국기계연구원
초박형 유연반도체 패키지 접속 및 3D 적층 기술
■ 기술개요: ▪ 폴리머 탄성범프, 패키지 중립면 설계를 활용한 유연한 접속부를 갖는 초박형 유연반도체 패키지 접속/적층 기술 ■ 기술적 차별성 및 효과: ▪ 본 기술은 웨이퍼 전사기술을 이용하여 칩을 중립면 설계함으로써, 굽힘 시 응력을 최소화하고 칩 접속 시 핸들링이 용이하여 기존 대비 더 얇고 고유연성을 갖는 초박형 유연 실리콘칩 제작 가능함 ▪ 탄성변형 및 복원이 용이한 폴리머 탄성범프 구조를 박형 유연 실리콘 칩에 적용함으로써, 칩 접속 시 범프 높이 불균일이 존재하더라도 쉬운 탄성변형 및 응력완화 효과로 박형 유연칩 파손을 최소화함 ▪ 또한, 본 기술은 접착제 수축 시 탄성복원 효과에 의해 범프와 패드 간에 접촉을 지속적으로 유지하여 접속부 신뢰성이 우수하고 낮은 접촉 저항을 갖는 접속기술이며, 폴리머재질 범프와 접착제로 구성된 유연한 접속부로 기존 접속기술 대비 고유연성을 구현할 수 있는 접속 ■ 기술의 우수 ▪웨이퍼 전사기술을 이용하여 칩/패키지 중립면 설계하여 10㎛ 이하 두께 박형 유연칩을 파손 없이 핸들링하고 접속할 수 있는 기술임 ▪탄성변형 및 복원이 용이한 폴리머 탄성범프 구조를 박형 유연 실리콘 칩에 적용함으로써 굽힘반경 5mm, 굽힘 피로 10,000cycle 이상의 고유연 신뢰성을 갖는 유연 반도체 패키지를 구현함 ▪상기 접속 기술을 통해 3차원 초박형 유연반도체 패키지 시제품을 제작하여 기술 ■ 연구팀: 한국기계연구원 이재한, 송준 ■ 관련 특허: 특허번호 10-1511023 (특허원문 바로가기) ■ 추가적인 상세정보는 '파일 다운로드' 를 선택하면 '기술요약서'에서 확인할 수 있습니다.