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몸 안에서 수십년 움직이는 나노로봇 칩 개발

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몸 안에서 수십년 움직이는 나노로봇 칩 개발

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양자효과를 이용해 나노로봇이나 바이오센서, 초고속통신에 사용되는 핵심 나노부품을 한국 연구진이 개발했다. 양경훈 KAIST 전기전자공학과 교수는 17일 세계최고 성능의 아날로그․디지털 통신용 집적회로의 핵심부품인 초고주파 발진기 회로와 4대1 멀티플렉서 회로 개발에 성공했고 밝혔다. 이 연구는 교육과학기술부 테라급나노소자개발사업단이 지원했다. 기존 실리콘 칩 기술은 소자 크기가 나노미터(10억분의 1m)로 줄면서 소자가 균일하지 않고 열이 많이 나는 등 점점 한계가 드러나고 있다. 이런 점들을 극복할 수 있는 나노 소자 및 집적회로 연구가 필수적이다. 양 교수팀이 양자 효과를 이용해 개발한 초고주파 발진기 회로는 최신 실리콘 칩에 비해 소비전력을 0.6%로 줄일 수 있다. 이 회로는 아날로그 무선 통신에 쓸 수 있으며 향후 몸 안에 삽입해 수십 년 동안 사용하는 나노로봇이나 바이오센서 등에 이용할 수 있다. 또 4대1 멀티플렉서 집적회로는 기존 칩에 비해 소자수는 1/3, 전력소모는 2/3 이하로 줄일 수 있다. 이 회로는 초고속 광통신의 핵심 부품이다. 두 회로 모두 상온이나 고온에서 안정적으로 작동하며 기존의 공정설비를 그대로 적용할 수 있어 수 년 내 양산 체제에 들어갈 수 있을 것으로 예상된다고 연구팀은 밝혔다. 양 교수는 “세계에서도 견줄 곳이 거의 없는 독보적인 기술”이라며 “앞으로 상용화에 힘쓸 것”이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 나노기술 분야의 학술지인 ‘IEEE 나노테크놀로지’ 5월호에 발표될 예정이며 IEEE 나노2010 국제학술대회 등에서도 발표될 예정이다. 연구팀은 이 기술과 관련해 국내특허 등록 5건, 미국특허 등록 3건을 확보했다. 이조원 테라급나노소자개발사업단장도 “초고주파 발진기 회로는 약 12조원 규모의 바이오센서 시장 및 2조3000억원에 달하는 유비쿼터스 헬스케어 등의 시장에서 초저전력용 핵심 부품으로 활용될 수 있다”며 “4대1 멀티플렉서는 약 60조원의 광송수신 모듈 시장을 이끌어갈 핵심 기술이 될 것”이라고 전망했다.

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