◇ 서울대에 첫 AI반도체 대학원 개원…6년간 165명 인재 양성

과학기술정보통신부는 14일 서울대 반도체공동연구소 설계연구관에서 서울대 '인공지능반도체 대학원' 개원식을 개최했다.

인공지능반도체는 인공지능(AI) 서비스 구현에 필요한 대규모 연산을 초고속·초저전력으로 실행하는 시스템반도체를 말한다.

과기정통부는 국가 전략기술이자 경제 안보의 핵심 품목인 AI반도체 설계와 소프트웨어 역량을 갖춘 석·박사급 인재를 양성해 기술 경쟁력을 높이고 국산 AI반도체 개발 등 미래 신시장을 창출하기 위해 올해부터 AI반도체 대학원 사업을 추진하고 있다.

이에 따라 지난 5월 서울대, 한국과학기술원(KAIST), 한양대를 AI반도체 대학원으로 선정했으며, 향후 대학원당 연 30억원 수준을 최대 6년간(2023∼2028년) 지원해 글로벌 최고급 인재 495명을 양성할 예정이다.

◇ KTL, 화성시와 자율주행기술연구센터 개소

한국산업기술시험원(KTL)은 화성시와 함께 홍익대학교 4차산업혁명캠퍼스에서 ‘자율주행기술연구센터’와 ‘스마트HVAC평가센터’개소식을 개최했다고 16일 밝혔다.  

자율주행기술연구센터는 총 사업비 186억 원(국비 80억, 경기도 8억, 화성시 72억, 민간 26억)을 들여 지상 2층의 규모의 공간에 실도로 주행 데이터 수집·분석, 가상환경 구현 서버 등 전문 시험장비 30여종을 보유하고 있다.  

해당 센터는 국제표준에 기반한 자율주행시스템 실증환경을 제공함으로써 연구 개발부터 양산까지 제품의 신뢰성, 성능·기능 안전성 평가에 대한 원스톱 서비스를 제공한다.  

구체적으로, 현실 세계에서 불가능한 고위험, 고비용, 복잡한 환경에서 자율주행 시스템을 평가하고 무수히 많은 시험을 반복할 수 있는 가상환경을 활용해, 우리 기업들이 개발한 자율주행 시스템의 품질·안전성과 신뢰성 확보에 이바지할 것으로 기대된다. 더불어, 자동차 업계의 시장경쟁력 향상 및 연구개발 비용 절감에 기여할 것으로 전망된다. 

◇ 자율주행차에 신호정보 0.1초 내 전달…경찰·현대기아차 협업

자율주행차의 신호정보 인식 속도와 정확도를 높이는 기술이 개발됐다.

이 기술을 활용하면 차량은 더 안전하게 주행할 수 있고, 운전자는 신호 잔여 시간 확인과 더 빠른 경로 안내 등의 서비스를 이용할 수 있을 전망이다.

경찰청은 16일 경기도 화성시 남양읍 현대차·기아 남양기술연구소에서 도로교통공단, 현대차·기아와 함께 '미래형 모빌리티 시대 대비, 데이터 융복합 기반 교통안전 증진을 위한 업무협약'을 맺었다.

협약에 따라 세 기관은 경찰청이 제공하는 '실시간 교통 신호정보'를 바탕으로 ▲ 실시간 교통 신호정보 연계처리 및 데이터 융복합 기반 구축 ▲ 신호정보를 활용한 경로 안내 서비스 ▲ 자율주행 등 미래차 기술 연구개발을 포함한 교통안전을 위한 데이터 활용 ▲ 미래 모빌리티 관련 연구·사업 수행 등을 추진한다.

◇ 한·영 연구팀, 극초강력 레이저 구현 기술개발…1천배↑

광주과학기술원(GIST)은 물리·광과학과 석희용 교수팀이 울산과학기술원(UNIST) 물리학과 허민섭 교수팀, 영국 스트라스클라이드 대학의 야로스진스키 교수팀과 함께 기존보다 1000배 이상 강력한 레이저 펄스를 만들 수 있는 새로운 아이디어를 제시하고 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 입증했다고 15일 밝혔다.

1985년 모로우 교수가 발명한 처프 펄스 증폭 기술은 레이저 세기를 비약적으로 증가시킬 수 있었는데, 현재는 이를 활용해 수 페타와트(1000조와트)까지 레이저 출력이 가능하다.

하지만 과학계에선 그보다 1000배 이상 강력한 엑사와트 또는 100만배 더 강력한 제타와트의 필요성을 이야기하고 있다.

연구팀은 회절격자 대신 플라즈마를 사용해 극초강력 레이저 펄스의 압축 문제를 해결했다. 플라즈마는 물질을 구성하는 원자들이 파괴돼 전자와 이온으로 분리된 기체 상태를 말한다.

◇ 한국교통대 연구팀 '왕겨·쌀겨로 이차전지 전극재 합성'

한국교통대학교는 이 대학 정용진 교수 연구팀이 농업폐기물을 이용한 이차전지 전극재료 친환경 합성법을 개발했다고 16일 밝혔다.

정 교수 연구팀은 왕겨와 쌀겨에서 추출한 피트산을 이용해 마이크로웨이브파로 초친수성 결정질 탄소 소재를 합성하는 기술을 독자 개발했다.

왕겨는 쌀의 겉껍질이고, 쌀겨는 현미를 백미로 가공할 때 발생한다. 사료와 비료 등의 원료로 사용하기도 하지만, 축사 깔개 등 저부가가치 상품으로 취급돼 왔다. 우리나라에서는 연간 왕겨가 80만톤, 쌀겨가 40만톤 발생한다.

이번에 개발한 기술은 기존 이차전지용 도전재로 사용하는 탄소나노튜브 등의 재료보다 낮은 온도에서 짧은 시간에 합성이 가능해 에너지소비를 크게 줄일 수 있다. 피트산 외에 다른 유해화학물질이 전혀 사용되지 않는 친환경적 합성법으로 더 주목받고 있다.

◇ 서강대 연구팀, 고체 전해질 신물질 탐색 방법론 제시

서강대학교 백서인 화공생명공학과 교수 연구팀과 김희진 한국기초과학지원연구원 박사가 '인공지능을 활용한 높은 안정성과 리튬 이온 전도성을 갖는 고체 전해질 신물질 탐색 방법론'을 제시했다고 15일 밝혔다.

백 교수 연구팀은 안정성과 전도 특성을 예측해 탐색하는 '인공지능-시뮬레이션 방법론'을 제시했다. 본 방법론은 인공지능 예측 기법으로, 2천만개 이상의 생성된 후보 물질의 특성을 예측했다. 

열적, 전기화학적으로 안정한 후보 물질이 선정됐으며 낮은 전기 전도와 높은 리튬 이온 전도 특성을 가진 후보 물질이 선정됐다. 인공지능 예측 방법을 통해 최종 수백 개의 고체 전해질 후보 물질이 가능성이 높은 물질로 제시됐고 더욱 정교한 양자화학 기반 시뮬레이션을 통해 2차 특성 검증을 진행했다.

◇ 천연가스 저장량 극대화 기술 개발

광주과학기술원은 지구·환경공학부 박영준 교수 연구팀이 천연가스 및 수소와 같은 에너지 가스의 저장량을 극대화할 수 있는 원천 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

연구팀은 차세대 에너지 저장매체로 떠오른 가스 하이드레이트(gas hydrate)를 중점적으로 연구했다.

물과 가스로 만들어지는 가스 하이드레이트는 액화 및 압축 천연가스 기술보다 상온·저압 조건에서 천연가스를 저장할 수 있다.

연구 결과, 튜닝 효과가 유도된 하이드레이트는 화학양론적 농도로 형성된 하이드레이트 대비 가스 저장량이 대폭 향상됨을 확인했다. 또 기존에 확인된 메탄 및 수소와 같은 에너지 가스뿐만 아니라 이산화탄소에 대해서도 처음으로 튜닝 효과를 유도했다.

◇ 고려대 연구팀, 수소 백금 촉매 70% 절감 기술 개발

고려대학교 심준형 기계공학과 교수 연구팀이 껍질 구조(shell)로 백금 촉매를 합성하는 기술을 개발, 적은 양의 백금으로 연료 전지 출력과 내구성을 유지할 수 있음을 보이는데 성공했다고 14일 밝혔다.

심 교수팀은 원자층 박막 공정(ALD)을 이용해 백금을 지지체 표면에 얇게 코팅하고 백금 껍질 구조(Pt-shell)를 합성하는데 성공했다. 이를 촉매로 사용했을 때 연료전지 출력은 상용 연료전지과 비교해 크게 차이나지 않음을 확인했다.

특히, 연구팀은 내구성이 좋은 텅스텐 산화물(WOx)을 백금 지지체로 사용하면 내구성이 획기적으로 향상됨을 확인했다. 수소차 구동을 모사해 연료전지 시동을 100회 이상 켜고 끄는 것을 반복했을 때, 상용 탄소 지지체 상 백금은 대부분 촉매 기능을 상실한 반면 ALD Pt/WOx 촉매는 성능 변화가 거의 없음을 확인했다. 

◇ 서강대-성균관대 연구팀, 퀀텀닷 반도체 합성 기술 개발

서강대학교와 성균관대학교 교수 공동연구팀이 지난 11일, 반도체에 이종원소를 도입하는 도핑 기술을 통해 퀀텀닷 반도체 극성 제어할 수 있는 기술을 발표했다고 전했다. 

이번 연구는 퀀텀닷의 결정을 성장시키는 합성 과정부터 이종원소(아연)를 도입하는 단순화된 도핑 기술을 최초로 개발했다는 점에서 의의가 있다. 

이 도핑 기술을 통해 합성된 p형 소재는 지금까지 보고된 p형 InAs 퀀텀닷 반도체 중 가장 우수한 전기적 특성을 보이며, 연구진은 p형과 n형 전기적 특성을 갖는 퀀텀닷 반도체를 사용하여 논리 소자를 제작하는 데 성공했다. 

◇ KAIST, 인공장기 생체 단백질 모방 금속 필름 개발

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 장재범·김일두 교수 연구팀이 '생체 형틀법'을 이용해 세포외 기질을 구성하는 여러 단백질 중 원하는 특정 단백질만 선택해 해당 단백질 구조체를 모방한 금속 필름을 합성하고 전기 전달 특성을 확인하는 데 성공했다고 16일 밝혔다. 

생체 형틀법은 생체 구조체를 형틀로 삼아 다양한 무기물을 증착 및 성장시킴으로써 생체 모방 재료를 합성하는 것이다.

연구팀은 지난해 항체(Antibody)를 활용한 신개념 생체 형틀법인 `항체 유도 생체 형틀'을 개발해 처음으로 다세포 생물 내부에 있는 특정 단백질 구조체를 모방한 금속 구조체를 합성하는 데 성공했다. 

이를 세포외 기질로 확장해 세포를 지탱하는 구조체를 구성하는 단백질 중 '피브로넥틴'(fibronectin)을 표적 단백질로 삼아 그물형 금속 필름 제작에 성공했다.