[Weekly 신기술 및 정책소식] 中 희토류 공급 영향 안 받는 '영구자석' 개발
◇ 반도체펀드 올해 1200억 추가 조성…1000억 원전펀드도 신설
반도체 팹리스(반도체 설계 전문 기업) 및 소부장(소재·부품·장비) 기업의 경쟁력 강화를 위한 '반도체생태계펀드'가 올해 1200억원을 추가 조성한다.
국내 원전 생태계 강화를 위해 1000억원 규모의 '원전산업성장펀드'도 신설한다.
금융위원회는 26일 김소영 부위원장 주재로 관계 부처 및 정책금융기관과 함께 제10차 정책금융지원협의회를 열고 이같이 밝혔다.
반도체생태계펀드는 지난 2023년 6월 발표돼 3년간 3000억 규모로 조성·운영돼 오다가, 작년 6월 마련된 '반도체생태계 종합 지원 방안'에 의해 재정이 투입된 펀드로 발전됐다.
◇ 삼성·SK·DB, 정부와 맞손…반도체 인프라 '모아팹' 고도화 추진
인공지능(AI) 시대 한국의 경쟁력 확보를 위해 삼성전자, SK하이닉스, DB하이텍이 정부와 손을 잡았다. 이들 3사가 가진 반도체 분야 첨단 장비와 전문인력 등을 지원해 국내 반도체 첨단 연구지원 인프라 '모아팹(MoaFab)'을 한층 진화시킨다는 목표다.
과학기술정보통신부는 27일 한국과학기술회관에서 과학기술정보통신부와 삼성전자, SK하이닉스, DB하이텍(반도체 3사) 간 반도체 첨단 연구와 기술사업화 선도를 위해 양해각서(MOU)를 체결했다고 밝혔다.
이번 양해각서는 AI 시대를 맞아 글로벌 반도체 패권 경쟁이 심화되는 가운데, 국내 반도체 산업의 경쟁력 강화를 위해 민관 협력체계를 공고히 하기 위해 마련됐다. 특히 반도체 공공팹 연계 플랫폼인 모아팹의 기능 고도화를 중심으로 추진된다.
◇ 전기차 폐배터리 파우더, 폐기물 아닌 '재활용'…2% 관세
전기차 폐배터리 파우더는 '금속추출용 잔재물'로 분류돼 수입시 2%의 관세율이 부과된다. 또 주름 개선용 안면 리프팅 시술용 살균 봉합사는 관세가 없게 됐다.
관세청은 최근 올해 제1회 관세품목분류위원회를 열고 총 17건(23물품)에 대한 품목분류를 결정하고 해당 내용을 반영한 '수출입물품 등에 대한 품목분류 변경고시' 개정안을 관보에 게재했다고 24일 밝혔다.
이에 따라 블랙매스 또는 블랙파우더 수입시 관세는 2%가 부과된다. 기존에는 명확한 분류 판단이 없어 8%의 관세가 부과되기도 했다.
이번 결정은 폐배터리 파우더가 폐기물이 아닌 재활용자원임을 확인한 것이다.
◇ KAIST 연구팀, 냉각장치 없이 작동하는 중적외선 광검출기 개발
한국과학기술원(KAIST)은 김상현 교수 연구팀이 상온에서 냉각 장치 없이 안정적으로 작동하는 중적외선 광검출기 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.
중적외선 분석은 '광학지문' 이라고 불리는 중적외선의 분자별 흡수 특성을 이용해 대기 성분을 분석하는 기술로 NASA의 제임스웹 우주망원경도 중적외선 광검출기를 이용해 외계 행성 대기 내 분자 성분을 분석한다.
아주 약한 빛까지 감지할 수 있는 특성으로 환경 모니터링, 의료 진단, 우주 관측 등 분야에서 핵심 기술로 평가받는다.
기존 중적외선 광검출기는 사용 시 발열 문제로 냉각 시스템이 반드시 필요하고 실리콘 기반 반도체 제조(CMOS) 공정과 호환되지 않아 소형화 및 대량 생산이 어려웠다.
◇ 中연구팀, 1만ｍ 심해서 가오리처럼 움직이는 로봇 개발 성공
중국 과학자들이 지구에서 가장 깊은 해구로 알려진 '마리아나 해구'에서도 마치 가오리처럼 움직일 수 있는 미니어처 로봇을 개발하는 데 성공했다.
25일 중국중앙TV(CCTV) 등에 따르면 중국 연구진이 개발에 성공한 '심해 미니어처 다(多)모드 로봇'이 국제 학술지인 '사이언스 로보틱스' 홈페이지 메인에 지난 19일(현지 시간) 소개됐다.
수심 약 1만ｍ의 심해에서 자율적인 동작 수행에 성공한 이 미니어처 로봇은 베이징항공항천(北京航空航天)대학과 중국과학원 심해연구소, 저장대학이 6년간 공동으로 연구해 개발했다.
연구팀은 길이는 50㎝가 채 안 되고, 무게는 1.5㎏에 불과한 미니어처 로봇을 개발하면서 만타가오리(쥐가오리)의 움직임을 모방해 설계했다.
◇ AI 저전력·고속 데이터 학습 가능…아주대 연구팀, ‘지능형 신소자’ 개발
국내 연구진이 낮은 전력으로 인공지능(AI)의 빠른 데이터 학습과 분류를 가능토록 하는 ‘지능형 신소자’를 개발했다. 미래 반도체 핵심 기술로 꼽히는 지능형 신소자를 활용하면 물체에 반사되는 무선 와이파이(Wi-Fi)의 특성을 이용, 특정 공간에 들고 나는 사람 수 파악까지 가능한 것으로 알려졌다.
25일 아주대학교에 따르면 이 학교 서형탁 교수(첨단신소재공학·대학원 에너지시스템학)와 쿠마 모히트 교수(대학원 에너지시스템학) 연구팀은 강유전성 초박막 소재 기반의 차분 정전용량(Differential Capacitance) 출력을 이용하는 소자 개발에 성공했다.
연구팀은 정전용량 출력 방식의 지능형 신소자 개발을 위해 헤프늄-지르코늄 복합산화물(HZO)을 이용했다. 강유전체인 HZO는 차세대 저전력 트랜지스터 후보군인 음의 정전저항기반 트랜지스터에 사용되는 핵심 소재이다.
◇ UNIST, 내구성·효율성 잡은 태양전지 기술 개발…"전하 손실 줄여"
울산과학기술원(UNIST) 연구팀이 차세대 태양전지의 효율과 수명을 획기적으로 높이는 기술을 개발했다.
UNIST는 에너지화학공학과 석상일 특훈교수팀이 페로브스카이트 태양전지의 박막 표면에 양이온의 특이성을 이용한 중간층을 형성하는 방식으로 고효율과 내구성을 동시에 확보하는 데 성공했다고 27일 밝혔다.
연구팀은 두 종류의 유기 양이온을 함께 사용해 열적으로 안정적인 중간층을 설계했다. 전자를 끌어당기는 힘이 다른 두 물질의 분자 간 상호작용을 통해 계면 구조가 안정화되고, 정공 전달이 쉬운 에너지 준위가 자연스럽게 유도될 수 있었다. 페로브스카이트 박막 내 결함 농도도 줄어들어, 결함으로 인한 전하 손실 역시 크게 개선됐다.
이 중간층 기술이 적용된 페로브스카이트 태양전지는 태양광을 전기로 전환하는 효율이 상용 실리콘 전지의 최고 효율에 버금가는 26.3%를 기록했고, 2023년 미국 재생에너지연구소 (National Renewable EnergyLaboratory)에서도 세계 최고 효율 (25.82%)로 공인했다.
◇ “유해가스만 쏙쏙 골라낸다”국내 연구팀, 가스분자 골라내는 스마트 감지 기술 개발
포스텍은 김영기 화학공학과 교수연구팀이 서울대, 군산대 연구진과 공동으로 유해 가스만을 정확히 찾아내는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.
연구팀은 유해 가스 분자만 골라서 찾아내는 스마트 센서를 개발했다. 이번에 개발한 센서의 핵심은 '액정(Liquid Crystal)'이다. 액정은 고체처럼 분자가 규칙적으로 배열되면서도 액체처럼 흐르는 성질을 가진 물질로 주변 환경에 따라 빛을 반사하거나 통과시키는 방식이 달라진다.
이 특성을 활용하면 특정 가스가 존재할 때 시각적으로 변화를 감지할 수 있지만 기존 액정 센서는 여러 가스가 섞인 상황에서 특정 가스를 선별적으로 감지하기 어려웠다.
연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 액정에 '유기 이온 물질(Organic Ionic Plastic Crystals)'을 더했다. 이 물질은 전하를 띠는 분자로 구성돼 있는데, 연구팀은 물질 구조를 정밀하게 설계해 특정 가스에 선택적으로 반응하도록 만들었다.
◇ 中 희토류 공급 영향 안 받는 '영구자석' 개발
한국재료연구원(재료연)은 박지훈 나노재료연구본부 선임연구원, 김종우 나노재료연구본부 책임연구원 연구팀이 세계 최고 수준의 강력한 자석 성능을 발휘할 수 있는 차세대 비희토류 Mn-Bi(망간-비스무스) 영구자석 제조 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 국내 대표적인 자석 제조기업인 '노바텍'에 기술이전이 진행 중이다.
연구팀은 고순도를 유지하는 단일 자구 크기의 Mn-Bi 분말을 개발했다. 단일 자구는 자기적으로 균일한 방향을 갖는 하나의 독립된 영역이다. 단일 자구 상태에서는 내부 자기적 에너지 손실이 최소화되어 자석의 자성을 유지하는 능력이 높아진다. 저온 소결 기술을 바탕으로 분말을 이용해 영구자석을 만들었더니 자석의 밀도가 기존에 비해 95% 이상 높아졌다.
이렇게 만든 영구자석은 자석이 저장할 수 있는 최대 자기 에너지를 나타내는 물리적 지표인 '최대자기에너지적' 10.5MGOe를 안정적으로 구현했다. 연구팀이 개발한 기술은 영구자석의 크기를 키우고 대량 생산하기 쉬워 상용화하는 데도 유리하다.