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ETRI, 25Gbps·30km 전송가능한 광원소자 상용화국내 연구진과 중소기업이 힘을 모아 초당 250억 개 비트(bit)를 광섬유 케이블을 통해 장거리 전송이 가능한 광원소자를 국내 최초로 상용화하는데 성공했다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 광통신 전문기업인 ㈜엘디스와 함께 25Gbps 속도로 30km이상 데이터 전송이 가능한 전계흡수변조형 광원소자 상용화에 성공했다고 밝혔다. 이로써 데이터 트래픽 폭증에 대응하고 5G 이동통신 네트워크 수요에 대응할 수 있는 기술 기반을 다졌다. 그동안 5G 이동통신 등 대용량 통신서비스를 수용하기 위해서는 전류인가방식으로 광원을 직접 변조하여 온·오프해 왔다. 하지만, 이 방식은 광원소자의 전류 충·방전 시간 지연과 이에 따른 변조속도 감소와 신호품질 저하라는 한계가 있었다. ETRI는 이러한 문제점을 해결하고자 전계흡수변조형 광원소자를 개발해 냈다. 이 방식은 일정한 세기로 빛을 방출하는 광원소자의 출력단에 전압인가에 따라 순간적으로 빛을 흡수해 광출력 세기를 조절한다. 이를 통해 연구진은 광원소자의 출력단에 온·오프 신호를 만들 수 있는 전계흡수 변조기(EAM)가 집적된 형태로 제작했다. 기존 직접변조 방식의 문제점이던 변조속도 감소와 신호품질 저하 문제의 해결이 가능해졌다. 전계흡수변조형 광원소자는 현재, 전 세계적으로 소수 기업만 시장공급이 가능해 본 기술개발로 향후 해외수입 의존에서 탈피할 수 있게 되었다. 연구진은 이번 연구결과가 그간 ETRI의 연구개발용 파운드리에서 선도적으로 축적해온 화합물 반도체 기술과 국내 화합물 광반도체 전문 기업체의 양산 기술을 성공적으로 융합한 사례라고 평가했다. 기존 고온에서 광출력세기 및 변조속도 등 광원소자의 성능 면에서는 유리하나 신뢰성이 떨어졌던 In-Al-Ga-As(인듐-알루미늄-갈륨-비소) 화합물 조성을 In-Ga-As-P(인듐-갈륨-비소-인) 조성으로 바꿨다. 향후 기업의 양산공정에서 신속한 사업화 고려와 초기 신뢰성 확보에 유리하게 변경한 전략이 주효했다. 현재까지 ㈜엘디스 양산공정에서 제작된 전계흡수변조형 광원소자는 상온뿐만 아니라 55℃ 고온에서도 25Gbps 전송이 가능하다. 아울러, 데이터센터 내부 네트워크에 적용할 수 있는 100Gbps급 변조속도도 확보했다. 글로벌 경쟁제품과 동등한 수준이다. ㈜엘디스는 우선 25Gbps급 제품에 대한 양산 수율을 높여 국내·외 5G 시장에 공급하고, 내년 상반기 목표로 100Gbps급 제품을 출시한다는 목표이다. 향후, ETRI와 ㈜엘디스는 전계흡수변조형 광원소자의 성능 향상과 다각화를 통해 제품경쟁력 강화에도 지속적으로 협력할 계획이다. 반도체 공정 이후 특성 및 신뢰성 등 평가기술과 광모듈 적용을 통한 성능 최적화 등에도 노력할 계획이다. ETRI 이종진 광패키징연구실장은“연구진의 선행연구 성과가 기술 상용화로 이어진 우수한 사례라 의미가 크다 생각한다. 사업화 과정에서도 지속적인 협력을 통해 세계 최고의 제품이 되도록 지원하겠다”고 밝혔다. ETRI 한영탁 기술이전 책임자도“공정 변수에 매우 민감한 화합물 광반도체의 경우 안정적인 파운드리 운영이 관건이다. 연구진의 파운드리가 세계 최고의 성과물을 창출할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다. ㈜엘디스의 조호성 대표는 "그간의 정부의 소·부·장 산업 육성정책이 조금씩 결실을 보고 있다. EML과 같은 고부가가치 광원에 대한 국산화 성공을 계기로 국내 화합물 광반도체 전문 기업체가 대외 기술격차를 해소하고, 국산 광원소자로 해외시장에 진출하는 등 좀 더 많은 성과를 낼 수 있도록 정부출연연구원과 정부의 지속적인 지원이 필요하다”고 설명했다. 본 성과는 과학기술정보통신부‘데이터센터 통신용량 증대를 위한 저전력 On-Board 집적 400Gbps 광송수신 엔진 기술’과제와‘데이터센터 내부 네트워크용 800Gbps 광트랜시버 개발’과제를 통해 이루어졌다.
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ETRI, MWC서 최신 5개 기술 공개국내 연구진이 스페인 바르셀로나에서 열리는 세계 최대 모바일 전시회인 모바일 월드 콩그레스(MWC)에 참가, 인공지능(AI) 및 통신, 미디어 등 최신 연구성과를 공개한다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 오는 27일부터 나흘간 개최되는 MWC 2023 전시회에 최신 연구성과를 전시해 디지털 혁신 선도에 나설 계획이라고 밝혔다. ETRI는 이번 전시회에서 ▲5G 오픈랜(Open RAN) 기지국 무선장치 ▲5G 지능형 스몰셀 소프트웨어(SW) ▲테라헤르츠(THz) 실내 통신 ▲THz 이미징 ▲지능적 스텔스·위장 통신기술 등 5개 기술을 선보인다. 첫 번째 기술로 5G 오픈랜 기지국 무선장치 기술은 인도어 피코 셀, 아웃도어 마이크로/피코 셀 등 다양한 개방형 기지국 솔루션에 효과적이다. 특히, 밀리미터파 대역 개방형 기지국 무선장치 기술도 확보한 점이 주목받고 있다. 스마트공장, 스마트시티, 스마트 오피스, 스마트항만 등 5G 통신서비스 분야에 적용이 가능하다. 연구진은 국내 기업에 기술이전으로 오픈랜 사업화 발판을 마련하였고, 경제적 가치가 큰 오픈랜 시장에서 국내 기업들의 글로벌 시장 선도에 기여하고 있다. 두 번째 기술은 5G 지능형 스몰셀 SW 기술이다. 스몰셀 SW는 소형 기지국 기술로 5G 밀리미터파 대역에서 2.2Gbps를 제공한다. 인구 밀집 지역에서 사용자의 통신 체감속도를 높이고 높은 전송속도로 다양한 서비스를 제공, 바로 상용화 가능하다. 특히, 28GHz 대역에서 주파수를 결합하는 반송파집성(CA) 기술을 개발, 최대성능을 올린 점, Sub-6GHz 대역에서 5G 단독모드를 선보인 점 등이 주목받고 있어 향후 5G 특화망에 유용할 전망이다. 본 기술은 기술을 이전받은 국내 중소기업의 5G 소형기지국과 함께 코트라 무역관에 전시한다. 새로운 주파수 영역으로 각광받는 테라헤르츠(THz) 대역 기술도 선보인다. THz 실내 네트워크 기술은 광대역 주파수 활용이 가능한 THz 무선 신호를 기반으로 10미터 이하의 실내 근거리 구간에서 0.1Tbps의 무선 전송속도를 제공한다. 핵심기술은 테라헤르츠 신호생성 및 복원기술, 증폭기 기술, 디지털 신호 처리 기술이다. 본 기술은 대용량 초실감 데이터를 실내환경에서 빠르게 전송할 수 있어 향후 6G 실내망, 테라헤르츠 이미징 및 분광기, 단거리 멀티미디어 네트워크 등에 활용이 가능해 디지털 혁신의 핵심기술로 손꼽힌다. 테라헤르츠(THz) 이미징 기술은 테라헤르츠파 특성을 이용해 인체 보안 검색 및 산업용 비파괴 검사가 가능한 기술이다. 테라헤르츠 2차원 고속 스캐닝 기술, 광학계 설계 및 제작기술, 핵심부품 기술과 신호획득 및 처리기술이 핵심이다. 연구진은 본 기술을 공항의 차세대 대인 보안검색 및 암 진단용 의료기기, 연료전지 두께 모니터링 등 다양한 산업 분야에 상용화를 계획하고 있다. 마지막으로 업무망으로 와이파이(WiFi) 무선랜을 활용하기 위한 지능형 스텔스·위장 네트워크 기술도 공개한다. 무선의 물리적 특성 취약점인 자원 노출을 최소화하고 모든 장치를 관제하고 위장(僞裝)하는 기술이다. 제로 트러스트 개념을 무선랜에 적용해 보호해야 할 주요 시설·설비 공간 내에서 와이파이 무선랜을 안전하게 업무에 사용토록 지원하는 등 디지털 안전 경계관리에 효과적일 것으로 전망된다. 강력한 보안이 필요한 엔터프라이즈 망 및 스마트 신산업 분야에 기술이전 및 상용화 계획 중이다. 연구원은 이번 전시회를 통해 최신 기술의 글로벌 기술이전 및 상용화를 위해 노력하고 해외기관과 공동연구 등을 모색키로 했다. ETRI 방승찬 원장은“5G·6G 등 통신기술은 제4차 산업혁명 시대의 핵심 기반 기술이다. 핵심원천 기반기술과 전략기술과 관련된 연구개발의 성과를 전시회 참가를 통해 해외에 널리 알리고 기술 선구자로서 대한민국 디지털 혁신에 앞장서겠다”고 말했다.
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ETRI, 세계 최고 수준 5G 스몰셀 SW 개발국내 연구진이 세계 최고 수준의 5G 소형 기지국, 스몰셀 상용 SW 개발에 성공했다. 대용량 고품질을 데이터 제공을 통해 국내 5G 인프라 확산과 5G 스몰셀 중소기업의 경쟁력 제고에 크게 기여할 전망이다. 한국전자통신연구원이 5G 밀리미터파 대역에서 다운링크 2.2Gbps를 제공하는 5G 스몰셀(Small Cell) 상용 SW 기술을 개발했다. 본 기술을 활용하면 인구 밀집 지역에서 5G 사용자의 체감 속도를 높이고 5G 특화망에서도 높은 전송속도로 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 5G 통신은 그 특성상 3~30GHz의 높은 대역 주파수 ‘밀리미터파’를 이용한다. 5G는 주파수가 높은 만큼 기존의 낮은 주파수를 이용하는 3G·4G 통신보다 통신속도가 훨씬 빠르지만, 전송 거리가 짧고 조그만 장애물에도 쉽게 통신이 끊어지는 단점이 있다. 따라서 원활한 5G 통신의 이용을 위해서는 기지국을 촘촘하게, 많이 구축해야 한다는 문제가 있었다. 5G 스몰셀은 이 같은 5G 통신의 문제를 해결할 방안으로 떠오른 분야이다. 5G 스몰셀은 전파 출력이 낮고, 크기가 작은 소형 기지국을 말한다. 3.5GHz 대역 5G 스몰셀은 20cm x 20cm x 1cm의 태블릿 PC 크기로, 실외용 대형 스몰셀도 가로세로 크기가 50cm를 넘지 않는다. 인터넷 선이 있는 곳이라면 어디든 쉽게 설치할 수 있고, 구축비용도 저렴하다. 이번 기술개발로, 스몰셀 기지국을 활용한 5G 통신의 경우에도 반송파 집성(CA) 기술이 제공됨에 따라 400MHz 주파수 대역 기준 사용자당 2.2Gbps의 전송속도 제공이 가능해졌다. 또한, 이번 5G 스몰셀 상용 SW 기술은 글로벌 통신기업 퀄컴 FSM100 5G RAN 플랫폼을 활용하였으며, 상용단말 접속 시험까지 완료해 즉시 상용화가 가능하다. ETRI는 작년에 개발한 5G 스몰셀 단독모드(SA) 기지국의 성능도 크게 향상시켰다. 동시 접속 가입자 수는 64명으로 두배 늘어났다. 기지국이 제공할 수 있는 업링크 최대 성능도 2배 이상 늘어 230Mbps 까지 제공할 수 있다. 5G 단독모드 단말로 영상통화를 하면서 기지국 간을 이동할 때도 끊김 없이 서비스를 제공하는 핸드오버 기술 검증도 완료했다. 특히, 5G 특화망에 유용하게 사용될 전망이다. 연구진은 5G 스마트 폰과 연동하는 증강현실 글래스를 이용, 고화질 동영상 서비스는 물론, 화재경보 서비스, 기지국 간 핸드오버 중 끊김없는 음성·영상통화 서비스 시연에도 성공했다. 연구진은 ▲CA기술을 지원하는 5G NR 무선 자원 스케쥴링 기술 ▲초고속 데이터 전송을 위한 데이터 플랜 최적화 기술 ▲5G 스몰셀 스케줄링 기술 ▲빔 관리 알고리즘 ▲5G NR 호제어 기술 등에 대한 노하우가 수년간 축적되어 본 성과를 낼 수 있었다고 밝혔다. 이로써 낮은 사양의 하드웨어로 매크로 기지국과 유사한 성능구현이 가능했다. ETRI 김일규 이동통신연구본부장은“밀리미터파 주파수 대역은 반경이 작은 5G 스몰셀 기지국이 유용하다. 본 기술개발로 최대전송 속도를 2.2Gbps까지 달성해 적은 비용으로도 높은 성능을 낼 수 있는 소프트웨어 개발에 성공했다”고 말했다. 정보통신기획평가원(IITP) 최성호 PM도“본 연구개발 성과로 중소기업 5G 스몰셀 제품들이 세계적인 수준으로 인정받고 있다. 5G 상용망 뿐아니라 5G 특화망 등 다양한 서비스를 활용하는 데도 많은 도움이 될 것으로 예측된다.”고 말했다. 향후 연구진은 5G NR 단계별 표준에 따라 차세대 규격에 맞게 기술을 고도화할 예정이다. ETRI는 본 기술과 관련하여 국내·외 특허 80건 출원과 국제 표준 기고 13건 등의 성과를 창출했다. 또한, 국내 5G 특화망 시범서비스 사업을 진행하면서 5G 스몰셀의 활용을 다각도로 진행 중이다. 본 기술은 2018년부터 과학기술정보통신부와 정보통신기술진흥센터(IITP)의 지원으로 진행된“5G NR기반 지능형 오픈 스몰셀 기술 개발”과제의 일환으로 SKT, 유캐스트, 한화시스템, 퀄컴과 함께 개발되었다.
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KRISS-한양대학교 차세대소재디자인연구소 간 업무협약 체결지난 2월 8일(수), KRISS와 한양대학교 차세대소재디자인연구소 간 업무협약 체결식이 행정동 접견실에서 개최됐다. 이번 업무협약은 최근 급격하게 생산 및 활용이 증가하고 있는 나노물질의 안전한 사용을 위한 학술연구 협력체계를 구축하기 위해 체결됐다. KRISS ‘나노안전성 기술지원센터’와 한양대학교에서 구축 운영 중인 ‘안전하고 지속가능한 나노기술연구회’는 이번 협약을 통해 더욱 긴밀하게 협력해 나갈 계획이다. 양 기관은 앞으로 나노안전성 관련 측정기술 개발 및 측정표준 확립, 나노물질 안전성 데이터 생산 상호 공유 및 공동 활용, 국가 연구과제 공동 개발 등 다양한 분야에서 협력한다. KRISS 나노안전성 기술지원센터의 나노안전성 통합 데이터베이스 설계 구축 및 기존 홈페이지의 나노안전성 기술지원 포탈로서의 확장 등도 협력할 예정이다. 이태걸 부원장은 “이번 업무협약 체결을 통해 건설적이고 실속있는 협력관계가 되길 바란다”고 밝혔다. 윤태현 한양대학교 차세대소재디자인연구소 소장은 “이번 업무협약 자리를 만들어주셔서 감사하다”며, “KRISS 나노안전성 기술지원센터의 데이터 활용방안 도출 등에 좋은 기회가 되길 바란다”고 말했다. 한편, 양 기관이 협력 중인 나노안전성 통합DB는 산업계가 안전한 제품을 개발할 수 있도록 나노안전성 평가를 위한 통합 플랫폼을 제공할 예정이다. 이러한 데이터 활용 솔루션을 통해 안전성과 기능성의 균형을 갖춘 나노물질 포함 제품을 만들 수 있을 것으로 기대된다.
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우리나라 주도로 양자기술 표준화 기술위원회 설립 논의국가전략기술인 양자기술* 분야의 산업화 촉진을 위한 국제표준화 전략과 기술위원회 신설 추진을 논의하기 위해 미국, 독일, 영국 등 양자기술 주요 선도국의 전문가들이 한자리에 모인다. * 양자기술(Quantum Technology) : 에너지의 최소 단위인 양자의 물리학적 특성(양자중첩, 양자얽힘, 불확정성 등)을 이용한 차세대 정보기술로 초고속 대용량 연산 및 암호통신이 가능 산업통상자원부 국가기술표준원(원장 진종욱, 이하 국표원)은 2월 13일부터 14일까지 제주에서 국내외 표준 전문가 30여 명이 참여하는 양자기술 표준화 평가그룹(IEC*/SEG**14) 회의를 개최한다. * 국제전기기술위원회(IEC, International Electrotechnical Commission): 전기‧전자 분야 국제표준 개발을 위한 국제협력을 위해 1906년 설립된 표준화기구 ** 표준화평가그룹(SEG, Standardization Evaluation Group): IEC에서 신규 표준화 과제를 추진하는 특별 조직으로, 일정 기간(2년) 동안 표준화 전략 개발 후 상설 조직(기술위원회, 분과위원회 등)으로 전환 이번 회의에서는 우리나라가 주도하여 작성중인 양자기술 국제표준화 로드맵을 논의할 예정이며, 로드맵은 양자컴퓨팅, 양자통신, 양자센싱, 양자소재의 4개 핵심 분야로 구성되어 있다. 양자컴퓨팅에는 양자컴퓨터의 정상동작 및 효율성 확보를 위한 ‘측정 오류 완화 기술’ 등 3개, 양자통신에는 데이터 송수신시 요구되는 ‘보안성 유지를 위한 양자키 기술’ 등 5개, 양자센싱에는 초고감도·초정밀 센서 개발에 필요한 ‘광/자기장 활용 기술’ 등 3개, 양자소재에는 양자기술을 구현할 수 있는 ‘소재 확보 관련 기술’ 2개 등 총 13개 표준화 대상이 포함되어 있다. 아울러, 참석 전문가들은 양자기술 로드맵을 본격 추진하기 위한 기술위원회를 신설하는 방안을 논의하게 된다. 금년 8월 중에 양자기술 국제표준화 로드맵을 확정하고, 10월에는 IEC 표준화관리이사회(SMB*)에 양자기술 기술위원회 신설 제안서를 제출한다는 계획이다. * 표준화관리이사회(SMB, Standardzation Management Board): IEC 내 기술위원회, 분과위원회 등의 설립·해산, 위원회 간 업무영역 조정, 의장·간사 임명 등을 결정 그간, 우리나라는 양자기술 동향, 활용분야, 표준화 수요 등을 제시하는 IEC 백서 발간(‘21년 10월)을 주도하였고, 양자기술 표준화 평가그룹(SEG14) 설립(‘22년 2월)을 이끌어 낸 바 있다. ’22년 6월부터 한국전자통신연구원 박성수 책임연구원이 양자기술 표준화 평가그룹(SEG14) 의장직을 수임중이며, 우리나라 전문가들이 양자기술 활용분야, 표준화 로드맵 작업반 반장으로 활동하고 있다. 진종욱 국가기술표준원장은 “우리나라가 민관이 협력하여 양자기술 국제표준화 시작 단계부터 주도적인 역할을 수행하고 있다”고 평가하고, “양자기술 분야에서 국내 기업들이 글로벌 시장에 진출할 수 있도록 민간 전문가들의 국제표준화 활동을 적극적으로 지원해 나가겠다"고 밝혔다.
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KTL, 반도체용 초순수 생산기술 국산화에 박차를 가하다국내 유일 공공 종합시험인증기관인 한국산업기술시험원(이하 KTL, 원장 김세종)은 반도체 생산공정에 사용하는 초순수 생산설비에 대한 성능평가법을 마련하여 국가 핵심 산업 경쟁력 제고와 해외기술 의존도 경감에 앞장선다. KTL은 한국중부발전(이하 중부발전, 사장 김호빈), 한국과학기술원(이하 KAIST, 총장 이광형), 한국물기술인증원(이하 인증원, 원장 민경석)과 함께「고순도 공업용수(초순수) 생산 국산화 기술개발 업무협약」을 중부발전 보령발전본부 대회의실에서 체결했다고 2월 8일 밝혔다. 초순수*는 반도체 표면에서 각종 부산물, 오염물 등을 세척하는데 사용하는 불순물이 거의 없는 공업용수로, 최고 난이도의 수(水)처리 기술이 필요하기 때문에 해외기술 의존도가 높다. * 초순수 시장 전망(출처 : 2020년 글로벌 워터 인텔리전스 보고서) 반도체 외 전자, 의약, 철강 등 주요 산업에서 사용되는 초순수 분야 세계 시장 규모는 2024년 23조원까지 성장할 것으로 전망되며, 이 중 반도체용 초순수 세계 시장 규모는 약 4.4조원으로 추산됨 환경부 및 한국한경산업기술원은 반도체 품질과 직결되는 핵심소재인 반도체용 초순수 생산기술의 국산화를 추친하여 선진국이 주도하고 있는 초순수 시장에 국내기업이 진출할 수 있는 발판 마련에 힘쓰고 있다. 이에 발맞춰 참여기관은 이번 업무협약을 통해, △초저농도 용존산소 제거용 탈기막(MDG) △초저농도 유기물 제거용 자외선 산화장치(UV-TOC) △초저농도 이온물질 제거용 이온교환수지(MBP) 등 초순수 공정 전반에 걸친 국산화 소재 및 기자재 연구를 함께 수행한다. 구체적으로, 참여기관별 역할은 다음과 같다. - (KTL) 초순수 국산화 장비를 거쳐서 나온 용수에 대한 품질과 장비 성능에 대한 시험평가법 개발 및 표준 마련을 추진한다. - (KAIST) 수(水)처리 과정에서 배관 등 기자재에서 발생할 수 있는 용출*에 대한 성능평가법 개발과 표준 마련을 추진한다. * 용출 시험 예를 들어, 젖병에 있는 유해물질이 젖병에 든 우유에 어느 정도 빠져나오는지, 즉 유해물질이 녹아서 우유로 흘러들어오는가에 대해 시험을 하는 것으로, 젖병에 우유를 담은 후 60도에서 30분간 용출시킨 후 우유성분 분석하기 등 다양한 방법이 있음 이처럼, 불순물이 거의 없어야하는 초순수의 처리 과정상 수많은 설비를 거치기 때문에 해당 과정에서 발생할 수 있는 용출에 대한 시험이 필요 - (인증원) 용수·용출 성능평가법을 기반한 성능 인증제를 마련한다. - (중부발전) 성능평가 시설 구축과 공업용수 2,400톤/일 규모를 제공하는 등 초순수 생산기술의 성능을 검증할 수 있는 여건을 제공한다. 이를 통해 일본, 미국, 프랑스 등 일부 선진국에만 의존하던 초순수 생산기술의 자립화로 수출규제 및 글로벌 공급망 변화에 대한 대응력이 한 층 강화될 것으로 기대된다. 더불어, 공신력 있는 시험데이터를 제공하여 국내 초순수 생산 관련 기업의 연구개발 지원과 해외 수출판로 확대에도 도움이 될 것으로 예상된다. KTL 고영환 환경기술본장은 ‶국가 핵심기술인 반도체 공정용 초순수 개발은 반도체 기반산업 구축의 초석″이라며, ‶초순수용 설비 성능평가법 표준화 및 국산과 외산의 비교 성능시험을 통해 우리나라 기술이 국내뿐만 아니라 세계에서도 경쟁할 수 있도록 최선의 노력을 다하겠다″고 밝혔다.
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산업부, 중견기업 수출․통상 애로 해소에 적극 나선다산업통상자원부(장관 이창양, 이하 ‘산업부’)는 2월 8일(수), 중견기업연합회와 함께 수출 중견기업 애로를 전방위적으로 해결하기 위한 첫걸음으로 「통상현안 설명회」를 개최하였다. 오늘 설명회는 대외 경제환경의 불확실성이 심화되고 새로운 통상 이슈들이 대두되는 상황에서, 중견기업들의 요청으로 처음 개최되는 행사로, 자동차, 반도체 및 철강 등 중견기업 30여개 사 수출‧통상 담당 임원이 참석하여, 정부‧전문가가 각 의제별 통산현안을 설명하고 질의응답하는 순으로 진행되었다. 금번 설명회는 ➀ 자동차, 이차전지 등 미국 수출‧투자와 관련된 기업에게는 美 인플레이션감축법(IRA), ➁ 對중국 첨단장비 수출관련 기업은 美-中 갈등 관련동향, ➂ EU로 수출하는 철강 등 관련기업은 EU 탄소국경조정제도(CBAM), ④ 해외수출 등 지속가능경영에 관심기업은 ESG 동향 등에 대하여, 그동안 현장에서 겪은 궁금증과 애로를 해소하는 계기가 되었다. 금번 설명회의 구체적인 발표내용은 다음과 같다. (평가 및 향후계획) 참석한 중견기업들은 그간 통상이슈에 대한 정보가 부족하여 대응책 수립에 애로가 있었는데, 동 설명회가 크게 도움이 되었다고 평가하고, 향후에도 후속 설명회 개최 등 정부의 지속적인 관심과 지원을 요청하였다. 회의를 주재한 제경희 산업부 중견기업정책관은 인사말을 통해 “최근 통상현안은 기업경영에 중대한 영향을 미치는 당면과제로 중견기업의 여건상 단독으로 대처하기 어렵다는 점을 공감하고, 정부-기업-유관기관이 힘을 합쳐 선제적으로 대응한다면 글로벌 시장을 선점할 수 있는 기회가 될 수 있다”고 강조했다. 또한, 앞으로 산업부는 현장 영업사원의 자세로, 중견기업들의 성장에 걸림돌이 되는 기업현장의 애로사항을 세밀히 점검하고 지속 해소해 나가겠다고 밝혔다. 향후 산업부는 중견기업의 수출확대 및 애로사항 해결을 위해 유관기관과 한 몸으로 총력 지원체계*를 구축하여 전방위적으로 추진해 나갈 예정이다.
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ETRI, AI로 98% 정확도 피부부착 센서 개발국내 연구진이 피부의 늘어나는 크기와 방향을 동시에 정확히 측정할 수 있는 피부부착형 스트레인 센서를 개발했다. 새로운 센서 구조에 인공지능(AI) 알고리즘을 적용, 정확도와 신뢰성을 획기적으로 높여 향후 재활, 헬스케어, 로봇의 전자피부에 널리 활용될 전망이다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 중앙대 연구팀과 함께 360도 전 방향에 걸쳐 늘어나고 줄어드는 신축량과 변형 방향을 98%의 정확도로 감지할 수 있는 스트레인 센서를 개발했다고 밝혔다. 본 성과는 세계적 학술지‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’에 지난 1월 5일자로 온라인에 게재되었다. 기존 피부부착 스트레인 센서는 고무와 같은 신축성 소재와 그래핀, 탄소나노튜브(CNT) 등 전도성 나노소재를 더해 신축성 전도체 채널을 만든 뒤, 채널이 늘어나고 줄면서 변화하는 전기 저항값으로 변형의 크기를 감지했다. 하지만, 이러한 구조는 미리 정해진 특정 방향으로 가해지는 변형만을 감지할 수 있어 같은 부위라도 상황에 따라 여러 방향으로 늘어나는 피부의 특성을 정확히 측정할 수 없다는 한계가 있었다. ETRI-중앙대 연구진은 세계 최초로 늘어나는 크기와 방향을 동시에 잴 수 있는 스트레인 센서를 제작했다. 또한, 인공신경망 구조를 이용한 AI 알고리즘을 적용해 크기와 방향을 98% 정밀도로 예측하는 데 성공했다. 본 기술은 사람의 피부에 부착, 인체의 움직임을 측정할 수 있을 뿐 아니라 재활, 헬스케어, 로봇 등에 활용이 가능할 것으로 보인다. 본 기술의 핵심은 새로운 방향성 센서 구조다. 연구진은 일자 형태의 신축성 전도체 채널을 늘어나지 않는 두 개의 단단한 영역 사이에 걸쳐 360도로 늘어나는 방향에 따라 주기적인 저항 증감 특성을 나타내는 새로운 구조를 구현해 특허출원을 마쳤다. 또한, 세 개의 센서를 서로 다른 방향으로 인접하게 배치하여 이들 신호의 조합으로 특정 부위의 신축 방향과 변형량을 동시에 뽑아낼 수 있다. 아울러, 다양한 센서 데이터들을 인공신경망 알고리즘을 통해 학습, 분석해 30% 신축 범위에서 신축 방향과 변형량을 98% 정확도로 추출할 수 있었다. 기존에는 다양한 감각을 인지하기 위해 다량의 개별센서가 필요해 신호 해석 시간에 따른 지연 현상을 벗어나기 어려웠다. 본 연구에서는 단일 교차반응 센서에서 얻어진 복합신호에 인지학습을 통한 AI 알고리즘을 적용, 다양한 감각 특성을 동시에 추출하는 방식을 보였다. 본 센서에 사용된 소재들은 인체에 무해한 소재로 피부부착 및 인체 각 부위의 동작 감지에 널리 사용될 수 있다. 또한, 인쇄공정을 통해 제작이 간편하다. 제작 단가가 낮고 제작 시간도 짧으며 일반적으로 많이 쓰이는 저가의 소재를 사용하므로 일회용 센서로도 활용 가능하다. ETRI 플렉시블전자소자연구실 김성현 책임연구원은“연구진이 개발한 고정확 스트레인 센서는 간단한 구조로도 피부의 복잡한 변형 양상을 정확히 측정할 수 있어 재활치료 및 헬스케어, 로봇, 의족/의수, 웨어러블 기기 등 전자피부가 필요한 분야에 폭넓게 활용이 가능할 것이다”고 말했다. 중앙대 박성규 교수도 “개발된 기술은 인공지능 알고리즘을 이용하여 단순한 센서 모듈로도 다양한 특성을 동시에 인식하고 기존 방식의 시공간적인 제약을 탈피할 수 있는 획기적인 시도로 인공지능 기반 시스템에 두루 응용될 수 있다”고 밝혔다. 연구진은 3년 내 상용화를 목표로 향후 본 기술을 다양한 동작 하에서 근육 및 관절의 움직임 측정에 적용해 근골격 질환의 진단 및 상시 재활치료에 적용할 계획이라고 전했다. 본 연구는 과학기술정보통신부“스킨트로닉스를 위한 감각 입출력 패널 핵심 기술 개발” 과제와 “상시 근골격 모니터링 및 재활을 위한 무자각 온스킨 센서 디바이스 기술”과제로 수행되었다. 본 연구는 ETRI와 중앙대가 연구 책임을 맡아 성균관대학교 및 미국의 코네티컷 주립대와 공동으로 진행했다. 논문의 제 1저자는 ETRI 플렉시블전자소자연구실 김성현 박사와 중앙대 반도체디스플레이연구실 이준호 박사과정생이다.
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국내 C-V2X 차량통신제품, 세계 최초 OmniAir 국제 인증 획득한국정보통신기술협회(회장 최영해; www.tta.or.kr, 이하 TTA)는 1일 국내 기업(아이티텔레콤社) 차량단말기가 세계 최초로 OmniAir 컨소시엄의 C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything) 국제 인증을 획득했다고 발표했다. C-V2X는 이동통신 기반의 차량사물통신 기술로 C-ITS(차세대 지능형 교통체계)에 적용되어 다양한 교통안전 서비스에 활용될 수 있고, 자율주행 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대되고 있다. 또한, 중국과 미국이 각각 ‘18년, ’21년에 C-V2X를 C-ITS 단일 표준 기술로 결정하고 전용 주파수 할당 및 정부 차원의 실증을 추진하는 등 상용서비스를 위한 개발과 투자가 활발하게 이루어지고 있다. OmniAir 컨소시엄은 V2X 커넥티드 차량 제품에 대한 상호운용성과 인증을 촉진하기 위해 설립된 국제 인증단체이며, 아이티텔레콤은 이번 인증을 통해 북미 등 C-V2X 제품 수출을 위한 기반을 마련하게 되었다. 특히 이번에 인증을 획득한 제품 2종은 차량탑재용 단말기로 각기 다른 칩셋을 사용하여, 다양한 사업자와 고객의 요구사항을 충족시키고 관련 산업 생태계를 한 단계 더 성숙시킬 것으로 기대하고 있다. TTA는 과학기술정보통신부의 ‘ICT융합 자율주행 기반구축’ 사업수행의 일환으로 ‘21년 OmniAir C-V2X 국제 인증 시험기관 자격을 획득한 데 이어 ’22년에는 자율협력주행 산업발전 협의회의 C-ITS 통신기술 분야 공인시험 자격을 인정받은 국내 유일의 시험기관이다. TTA는 동 사업을 통해 차량통신 제품의 기술개발 단계부터, 실도로 통신성능 고도화, 국제인증 획득까지 전주기에 대한 검증과 컨설팅 제공으로 국내기업의 해외시장 진출 등 사업화를 지원하고 있다. 최영해 TTA 회장은 “이번 세계 최초 C-V2X 인증은 이동통신 강국인 우리나라 기업의 기술력이 C-ITS 분야에서도 국제적으로 인정받은 결실”이라며 “5G 기반의 차세대 차량통신 시험환경 구축 등 시험 인프라를 확장하여 자율주행 기술개발과 해외 진출 지원을 지속적으로 강화하겠다.”고 밝혔다.
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표준연, 양자·AI 연구 날개 달 스커미온 트랜지스터 개발# 2016년 알파고가 바둑을 둘 때 소모한 전력은 가정집 100가구의 하루 전력소모량과 맞먹고, 2021년 테슬라가 발표한 자율주행용 인공지능은 학습을 위한 서버 한 대의 전력소모량이 알파고의 10배를 넘는다. 에너지 위기의 시대, 초저전력·고성능을 특징으로 하는 스핀트로닉스 기술 혁명이 기다려지는 이유다. 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 박현민)이 스커미온을 제어하는 트랜지스터를 세계 최초로 구현했다. 초저전력 차세대 소자 개발에 쓰일 수 있는 핵심 기반기술로 양자·AI 연구에 활용이 기대된다. * 스커미온(Skymion)은 소용돌이 모양으로 배열된 스핀 구조체로, 수 나노미터까지 크기를 줄일 수 있으며 매우 작은 전력으로도 이동할 수 있어 차세대 스핀트로닉스(Spintronics) 소자 응용기술의 대표주자로 꼽힌다. 21세기 전자공학이 급격히 발전한 계기는 1947년 미국 벨 연구소의 트랜지스터 발명이었다. 트랜지스터가 전자공학에서 전류의 증폭기이자 스위치 역할을 하기 때문이다. 이 때문에 2009년 스커미온이 처음 발견된 후 많은 연구자들이 트랜지스터의 스커미온 버전 개발에 주력했지만 스커미온의 이동을 제어하는 핵심기술의 부재로 달성하지 못했다. 이번에 개발된 스커미온 트랜지스터는 자성체에서 나오는 스커미온의 이동을 전기적으로 제어하는 독자 기술을 바탕으로 해 일반 트랜지스터가 전류를 제어하듯이 스커미온을 흐르거나 멈추게 할 수 있다. 자성 스커미온의 움직임 조절은 스커미온 에너지를 결정하는 자기이방성(magnetic anisotrophy)의 제어가 관건이다. 기존 연구에서는 소자 내 산소의 움직임을 이용하는 방식을 시도했지만 자기이방성을 균일하게 제어하기 어려웠다. KRISS 양자스핀팀은 산화알루미늄 절연체 내부의 수소를 활용해 자기이방성을 균일하게 제어하는 핵심기술을 개발해, 그간 이론상으로만 제안됐던 스커미온 트랜지스터 소자를 세계 최초로 실험을 통해 구현하는 데 성공했다. 이번 성과는 2021년 KRISS가 개발한 스커미온의 생성·삭제·이동 기술에 이어 스커미온 소자 개발을 위한 또 다른 핵심 기반기술이다. 전자공학의 가장 중요한 소자 중 하나인 트랜지스터를 스커미온으로 구현함에 따라, 기존 전자소자에 비해 소비전력·안정성·속도 측면에서 대폭 유리한 뉴로모픽 소자, 로직 소자 등 스커미온 기반 소자들의 개발을 앞당길 전망이다. 황찬용 KRISS 양자기술연구소장은 “국내 대기업에서도 기존 실리콘 반도체의 한계 극복을 위해 스핀트로닉스를 이용한 차세대 반도체에 눈을 돌리고 있다”며 “앞으로도 스커미온 관련 기반기술을 추가로 개발해, 차세대 반도체 소자 및 양자기술에 응용할 수 있는 수준으로 발전시킬 예정”이라고 말했다. 양승모 선임연구원은 “트랜지스터가 20세기 디지털 혁명을 견인했다면, 스커미온 트랜지스터는 21세기 스핀트로닉스 기술 혁명의 단서가 될 것”이라며 기대감을 밝혔다. 한국연구재단 차세대지능형반도체기술개발사업, 중견연구자지원사업, 우수연구자교류지원사업의 지원을 받은 이번 연구는 KRISS 양자기술연구소 양자스핀팀과 건국대학교 박배호 교수팀, 부산대학교 박성균 교수팀, UNIST 한희성 박사가 공동으로 참여했다. 해당 성과는 작년 12월 세계적 학술지인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials, IF: 32.086)에 권두삽화 논문(frontispiece)으로 게재됐다.