▲ 시계 방향으로 서울대학교 재료공학부 문동훈 연구원(단독 1저자), 이원식 연구원(참여저자), 장혜진 교수(참여저자), 이관형 교수(교신저자), 한정우 교수(참여저자)[출처=서울대학교 공과대학]서울대(총장 유홍림) 공과대(학장 김영오)에 따르면 재료공학부 이관형 교수 연구팀이 다양한 기판 위에서 웨이퍼 면적의 단결정(single-crystal) 2차원 반도체를 직접 성장시킬 수 있는 신기술 ‘하이포택시(Hypotaxy)’를 세계 최초로 개발했다.같은 학부의 장혜진, 한정우 교수 연구팀과 함께 연구했다. 이번 연구 결과는 2025년 2월20일 세계 최고 권위의 학술지 ‘네이처(Nature)’에 게재됐다.최근 인공지능(AI) 기술 발전에 따라 반도체 성능 향상의 필요성이 커졌고 소자의 전력 소모를 줄이려는 연구 또한 활발해졌다.따라서 기존의 실리콘을 대체할 새 반도체 소재가 주목받는 중인데 그중 얇은 두께와 뛰어난 전기적 특성을 지닌 2차원 물질 ‘전이금속칼코겐화물(Transition metal dichalcogenide, 이하 TMD)’이 차세대 반도체로 주목받고 있다. 그러나 이를 높은 품질로 합성해 산업적으로 활용할 수 있는 대량 생산 기술이 부족한 실정이다.현재 가장 유망한 합성 기술인 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD)은 전기적 특성의 저하, 성장한 TMD의 전사(transfer, 다른 기판으로 옮기는 추가 공정) 등의 문제를 안고 있다.높은 결정성(crystallinity)을 갖는 기판 위에서 TMD를 성장시키는 ‘에피택시(epitaxy)’ 방식도 성장 후 전사 과정이 수반되고 특정 기판만 사용 가능하다는 한계가 있다.반도체 및 박막 소재 제작에 필수적인 기술로 여겨졌던 이 방식은 합성 시 TMD의 결정성, 표면, 층수가 불균일해 전기적 성능이 저하되는 약점도 존재한다.고품질 TMD에 기반한 고도의 3차원 집적화 기술 개발이 현대 반도체 산업의 필수 과제로 부각됨에 따라 새로운 TMD 합성 기술의 필요성이 절실한 상황이었다.이에 연구진은 기존에 보고된 적 없는 새로운 성장법을 개발해 이 문제를 해결했다. 그래핀과 같은 2차원 물질을 템플릿으로 활용해 TMD의 결정이 정렬된 형태로 성장하도록 유도하는 방식을 고안햤다.어떤 기판에서도 완벽한 단결정 TMD 박막을 합성할 수 있는 ‘하이포택시(Hypotaxy)’ 기술을 세계 최초로 구현한 것이다.박막이 하부 방향으로 성장한 특성을 반영해 이 합성법을 ‘아래 방향’을 의미하는 ‘하이포(hypo)’와 ‘정렬’이란 뜻의 ‘택시(taxy)’를 접목한 ‘하이포택시’로 명명했다.반도체 제조 공정과의 호환이 가능한 저온(400℃)에서도 단결정 TMD를 성장시킬 수 있는 이 기술은 산업적으로 큰 의미를 지닌다.후처리 없이 템플릿이 자연적으로 제거되며 금속 박막 두께를 조절해 TMD의 층수까지 정밀하게 제어할 수 있다는 점에서도 기존 방식과 크게 차별화된다.이번 기술을 이용해 합성한 TMD로 만든 반도체 소자가 높은 전하 이동도와 우수한 소자 균일성을 보임으로써, ‘하이포택시’가 반도체 소자의 고성능화·고집적화 및 차세대 2차원 반도체 상용화에 기여할 핵심 기술로 활용될 가능성이 커졌다.아울러 ‘하이포택시’는 단순히 2차원 반도체 성장 기술에 그치지 않고 모든 결정질 박막 물질의 성장에도 적용 가능한 혁신적 기술이라는 평가를 받고 있다.기존 반도체 제조 방식의 한계를 극복했을 뿐 아니라, 템플릿을 통해 결정 방향 및 구조를 원하는 대로 조절할 수 있는 완전히 새로운 방식을 세계 최초로 제안했기 때문이다.현재 서울대 재료공학부에서 박사과정을 밟고 있는 문동훈 연구원은 기존에는 합성이 불가능해 다양한 측정에 제약이 있었던 무아레 구조(Moiré structure)를 하이포택시 성장법으로 합성시키는 연구에 주력하고 있다.이전의 합성법으로는 대면적 고품질 성장이 어려웠던 다양한 신물질에 하이포택시 기술을 적용시키는 연구도 수행하고 있으며, 향후 박사후연구원으로서 연구를 이어 나갈 예정이다.연구를 지도한 이관형 교수는 “우리가 개발한 하이포택시(Hypotaxy) 기술은 1930년대에 최초로 그 개념이 제안돼 현대 전자소자 개발을 이끈 에피택시(Epitaxy) 기술의 한계를 돌파했다”고 이번 연구의 의미를 짚으며 “하이포택시는 차세대 AI 반도체의 기반이 되는 3차원 집적을 가능케 한 만큼 재료공학 분야에서 혁신적인 접근법으로 자리매김하리라 기대한다”고 밝혔다.논문의 단독 1저자인 문동훈 연구원은 “다양한 소재를 고품질로 합성하는 대표적 기술인 에피택시에 대한 관념과 틀을 깨는 것이 가장 큰 도전이었다”고 연구 과정을 돌아보며 “기판의 종류와 관계없이 단결정 성장이 가능한 하이포택시 기술이 바로 에피택시에 대한 역발상에서 나왔듯 이번 성과가 앞으로 신물질 개발과 새로운 격자 구조의 합성 등의 분야에서 기존 연구들을 뛰어넘는 혁신적인 연구를 촉진하는 마중물이 되길 바란다”고 말했다.

▲ 일본 국기[출처=CIA]6월 3주차 일본에서는 5월 방일외국인이 전년 동월 대비 60.1% 증가한 304만100명으로 한국인, 싱가포르인, 미국인, 오스트레일리아인, 영국인 방문 과거 5월 중 최고치를 기록했다고 밝혔다. 스카이드라이브는 미국 연방항공청이 eVTOL SKYDRIVE SD-05형 형식 증명 신청을 수리했다. ○ 사카나AI(サカナAI), 약 200억 엔 대형 증자 실시 예정 및 실현 시 시가총액 1800억 엔 도달 전망… 2023년 7월 구글 출신 유명한 AI 개발자 라이온 존스와 일본 외무성 출신 이토연(伊藤錬)이 도쿄에 설립○ 스카이드라이브(スカイドライブ), 미국 연방항공청이 eVTOL SKYDRIVE SD-05형 형식 증명 신청 수리… 2025년 일본 국제박람회에서 2지점 간 운항사업자로 선정 및 데모 비행 예정이며 2026년 국토교통성에 형식 증명 취득, 상용운항 개시한 이후 미국 형식 증명 취득 예정○ 농림수산성(農林水産省), 5월 집하업자 JA그룹 등이 도매회사에 판매한 2023년산 쌀 가격 60kg당 평균 1만5597엔… 지난해 같은 시기 1만3907엔 대비 12%인 1690엔 높아, 2023년 기록적인 무더위로 생산량 감소 및 2024년 수요 회복 등이 가격 상승 배경○ 나리타공항(成田空港), 2023년도 매출액 2169억 엔으로 전년 대비 65% 증가... 최종 순익 100억 엔 흑자, 4기만에 흑자 전환, COVID19 검역대책 완화 및 엔저 영향으로 항공 수요 회복○ 후지경제(富士経済), 2024년 100% 오렌지 주스 국내 시장 규모 319억 엔으로 전년 대비 7% 감소 전망... 100% 과즙 음료 중 오렌지가 35% 차지, 2023년 100% 오렌지 주스 시장 규모 343억 엔으로 전년 대비 0.9% 증가○ 지방정부 도쿄도(東京都), 2025년 4월 이후 신축 주택 판매가격 1가구당 100만 엔 전후 상승 전망으로 대기업 건설사 약 80%가 가격 인상 전망... 주택에 태양광 패널 설치 의무화하는 환경확보 조례를 2022년 개정, 2025년 4월 이후 건축 확인제증 교부○ 내각부(内閣府), 4월 선박·전력을 제외한 민수 수주액(계절 조정치) 전월 대비 2.9% 감소해 3개월 만에 마이너스… 제조업 전월 대비 11.3% 줄어든 4194억 엔으로 3개월 만에 감소, 조선업, 전기기계, 그외 수송용 기계에서 하락, 자동차 및 부속품은 6.8% 상승○ 히타치제작소(日立製作所), 실리콘 양자컴퓨터 실용화를 위해 양자 비트 수명 100배 이상 연장한 신기술 개발… 양자 비트 스핀 조작 방식기술로 양자 비트 조작에 이용하는 마이크로파 조사·연구해 반도체중 노이즈 일부를 없애 양자비트를 안정○ 미국 시티커머셜뱅크(CCB), 일본 중견기업의 해외 진출 등을 지원하는 업무 시작… 마케팅, 서비스, 금융 등 각 부문과 연계해 국경을 넘는 금융 요구에 대응하고 컨설팅 업무도 병행, 2022년 독일, 스위스, 캐나다, 2023년 프랑스, 아일랜드 등에 CCB부문 개설, 전 세계 90개국 이상 시티네트워크 구축○ 혼다(ホンダ), 6월부터 법인용 소형 비즈니스 제트기 혼다제트(ホンダジェット)를 활용해 국내 중장거리 이동 신서비스 시작… 향후 일반용 확대 검토, 지방도시 간 정기항로 및 장거리철도 등 대중교통이 불편한 지역 고객 편리성 향상 기대○ 도요타자동차(トヨタ自動車) 자회사 도요후지카이운(トヨフジ海運), 2027년 매탄올 주연료 사용 자동차 운반석 2척 도입할 계획… 국내 항구를 왕래하는 내항선으로 기존 적재량 대비 10% 늘어난 총 2300대 운반 가능, 차량 1대당 이산화탄소 배출량 20% 감축○ GMO인터넷그룹(GMOインターネットグループ), 2040년 1100만 명 부족한 일자리 해결을 위해 GMO AI&로보틱스상사(GMO AI&ロボティクス商事, GMO AIR) 설립… 국내외 로봇 조달, 인터넷 인프라 서비스 영역 및 2013년부터 연구 진행 중인 AI 활용 노하우와 융합 계획○ 스미토모화학(住友化學), 대만 타이난(台南) 생산공장 648억 위안 손실로 직원 4000명 해고… 시장의 공급 과잉으로 겨울 전 평광판 생산능력 30% 줄일 계획, 타이난시, 한국 평택시 생산공장 각각 1라인씩 생산 중단 예상, 손실이 추정치 2450억 엔에서 3120억 엔으로 확대○ 재무성(財務省), 2024년 5월 무역수지 마이너스 1조2212억 엔으로 2개월 연속 적자… 동월 수출액은 8조2770억 엔, 수입액은 9조4980억 엔으로 전년 동월 대비 각각 13.5%, 9.5% 증가, 수출은 미국 자동차 및 중국 반도체 등 제조장치, 수입은 석유제품, 원유 수입, 미국으로부터 유입이 증가해 적자폭 확대○ 재무성(財務省), 5월 한국 수출액 5272억1800만 엔, 수입액 3996억200만 엔으로 전년 동월 대비 각각 7.6%, 24.2% 증가로 아세안 국가 중 3위… 1위 중국 수출액은 1조5806억5900만 엔, 수입액은 2조1137억4800만 엔으로 각각 17.8%, 12.3% 늘어○ TDK, 기존 제품 100배 에너지 밀도 1000Wh/L 전고체 전지용 재료 개발 성공… 산화물 고체 전해질 및 리튬 합금 음극 채용, 전고체 전지 CeraCharge보다 에너지 밀도가 훨씬 높음○ 일본정부관광국(日本政府観光局, JNTO), 5월 방일외국인 304만100명(추계)으로 전년 동월 대비 60.1% 증가, 코로나(COVID)19 전 2019년 동월 대비 9.6% 증가 및 3개월 연속 300만 명 초과… 조사 대상 23개국 중 한국, 싱가포르, 미국, 오스트레일리아, 영국 등 5월로 과거 최고 기록, 인도는 단월 과거 최고 경신, 1~5월 방일 외국인 1464만1500명으로 전년 동기 대비 69.5% 증가▲ 박재희 기자[출처=iNIS]

미국 반도체 칩 제조업체인 브로드컴(Broadcom)에 따르면 US$ 최대 500억달러에 클라우드 컴퓨팅 및 가상화 소프트웨어 개발 및 판매 기업인 VM웨어(VMware)를 인수하기 위한 협의가 진행 중이다.이번 양사의 거래는 정보통신기술(ICT) 산업 부문 역사상 최대 규모가 될 것으로 전망된다. VM웨어는 오랫동안 클라우드 컴퓨팅 업계에서 가장 중요한 기업 중 하나로 인식돼 왔다. VM웨어의 소프트웨어 서비스는 대기업에서 프라이빗 및 퍼블릭 클라우드 네트워크와 데이터 센터를 관리하는 데 사용된다. 최근 몇 년간 VM웨어의 주가가 하락하며 여러 기업들이 인수하기 위해 관심을 보여왔다. 양사의 거래를 위한 협의가 공개된 이후 VM웨어의 주가는 오른 상황이다.이번 인수를 통해 브로드컴은 반도체 칩 제조사에서 클라우드 컴퓨팅 서비스에 이르는 다양한 기술 회사로 변모할 것으로 전망된다. ▲VM웨어(VMware) 홈페이지

독일 폭스바겐 그룹(VW Group)은 2026년까지 배터리 전기차 신기술 개발에 €890억유로를 투자할 예정이다. 2026년 말까지 배터리-전기차 매출을 전체 매출의 4분의 1까지 끌어 올리기 위한 목적이다.주력 프로젝트인 트리니티 모델은 2026년 볼프스부르크 지역 신규 생산라인에서 생산할 계획이다. 2023년까지 폭스바겐 ID 생산을 시작하기 위해 현재 생산라인을 재정비할 방침이다.따라서 현재 츠비카우(Zwickau)에서 생산 중인 전기차 해치백 생산 한계를 극복해 생산량 증대가 가능할 것으로 예상된다. 또한 2030년 볼프스부르크 지역에 두번째 전기 자동차 제조 시설을 가동할 계획이다. 폭스바겐의 잘츠기터(Salzgitter) 공장은 유럽 배터리 허브로 자리잡을 것이며 2025년 통합된 배터리 셀을 생산할 계획이다.▲ 폭스바겐 그룹(VW Group) 홈페이지

일본 인쇄기업인 돗판인쇄(凸版印刷)에 따르면 스마트폰 무선 조작 신기술을 개발했다. 근거리무선통신(NFC) 태그와 전용 모듈러를 통합한 골판지 컨트롤러를 통해 가능하다. 조작기의 전력은 스마트폰에서 무선으로 공급하기에 배터리가 필요하지 않다. 게임이나 소리 조절을 위한 포장용 패키지 제작에 도움이 될 것으로 전망된다. 골판지나 종이 외에 성형한 플라스틱에도 탑재가 가능하다. 근거리무선통신을 활용하기 때문에 전용 앱을 설치한 스마트폰 근처에서는 별도 조작없이 연결이 가능하다. ▲돗판인쇄(凸版印刷) 홈페이지 

일본 교토대(Kyoto University)에 따르면 인공지능(AI)으로 생각을 해독해 시각화하는 새로운 기술을 개발했다. Guohua Shen, Horikawa Tomoyasu, Majima Kei, Yukiyasu Kamitani 등이 개발에 참여했다.새로운 기술은 과학자들이 새의 그림이나 카우보이 모자를 쓰고있는 남자와 같은 색과 구조의 멀티층을 가진 좀 더 정교한 계층적 이미지를 해독해 시각화할 수 있는 것으로 평가된다.머싱러닝(Machine Learning)은  이전에 뇌 스캔(MRI 또는 ​​자기공명 영상)을 연구하고 흑백 문자 또는 간단한 지형과 같은 단순한 바이너리 이미지를 참조할 때 사람이 생각하는 것을 시각화하는 데 사용되고 있다.과거의 방법에서는 이미지가 픽셀 또는 단순한 형태로 구성된다고 가정했다. 그러나 교토대 과학자들은 사람의 뇌 활동을 파악해 사람이 보고 있는 이미지를 재구성하거나 재창조하는 방법을 연구했다. 이 방법을 통해 컴퓨터가 이진 픽셀뿐만 아니라 객체를 감지할수 있도록 한다. 이 신경망(인공지능) 모델은 인간 두뇌의 계층적 구조를 위한 프록시로 사용될 수 있는 것으로 판단된다.과학자들은 연구를 위해 10개월 동안 3가지 주제인 자연의 이미지, 인공적인 기하학적 모양, 다양한 길이의 알파벳 문자를 표시했다. 자연적 이미지는 조류 또는 사람의 사진 등을 활용했다.어떤 경우에는 피실험자가 25개의 이미지 중 하나를 보고 있을 때 뇌활동이 측정됐다. 다른 경우에는 피실험자가 이전에 보여 졌던 이미지를 생각하도록 요청 받았을 때 이후에 뇌활동을 기록했다. 두뇌 활동이 검사되면 컴퓨터는 정보를 해독해 피설험자의 생각을 시각화했다.시각화 기술을 사용하면 그림을 그리거나 단순히 상상을 통해 예술작품을 만들 수도 있으며, 인간의 꿈을 컴퓨터로 시각화할 수도 있다. 정신병 환자의 환각을 활용해 그들의 치료를 돕도록 시각화할 수도 있다.참고로 전 구글GoogleX의 디스플레이팀장인 Mary Lou Jepsen은 10년 안에 텔레파시를 가능하게 할 모자를 만들기 위해 노력하고 있다.기업가인 Bryan Johnson은 신경 기능을 향상시키기 위해 뇌에 이식할 컴퓨터 칩을 제작하기 위한 연구를 지속하고 있는 것으로 알려져 있다. 미개척 분야인 인간의 뇌활동을 연구하기 위한 과학자들의 노력은 오늘도 진행 중이다. ▲ Japan-Kyoto-visualization-thinking▲인공지능을 이용한 시각화 과정(출처: 교토대 홈페이지)

일본 자동차엔진부품업체인 야스나가(安永)는 2016년 11월 리튬이온전지의 수명을 12배 증가시키는 신기술을 개발했다고 발표했다.전극판의 제조과정에서 알루미늄박의 집전체와 리튬 이온을 흡착한 활물질의 결합을 높이는 독자기술을 도입해 장기 수명화를 실현한 것이다. 전기자동차(EV) 외에도 가전용 태양광 발전의 축전장치 등에 대한 채용을 목표로 한다.

일본 토요타자동차(トヨタ自動車)는 2016년 9월 사탕수수 등 작물 품종개량에 필요한 DNA분석을 효율화한 신기술을 개발했다고 발표했다.DNA분석에 걸리는 시간을 1/10, 비용을 1/3로 줄였기 때문에 바이오연료의 원료가 되는 사탕수수 등의 증산을 용이하게 하고 연료의 보급화를 촉진할 것으로 보인다.기술은 농업·식품산업기술종합연구기구 큐슈오키나와농업연구센터와 협력해서 개발했다. 9월 24일부터 개최된 일본육종학회에서 발표했다.이 기술은 고속으로 유전자 정보를 읽는 차세대 시퀀스를 독자적인 기술과 조합하고 활용해 품종개량에 유용한 유전자를 특정하는 공정을 단축한 것이다.지금까지 샘플을 이용한 DNA해석은 열흘이 걸렸지만 신기술을 적용하면 하루만에 끝낼 수 있게 된다.  바이오연료는 사탕수수 등의 원료가 성장하는 과정에서 이산화탄소(CO2)를 흡수하기 때문에 전체로는 대기 중의 CO2증가를 억제한다.▲ 1▲토요타자동차 홈페이지

일본 토요타자동차(トヨタ自動車)는 2016년 9월 사탕수수 등 작물 품종개량에 필요한 DNA분석을 효율화한 신기술을 개발했다고 발표했다.DNA분석에 걸리는 시간을 1/10·비용을 1/3로 줄였기 때문에 바이오연료의 원료가 되는 사탕수수 등의 증산을 용이하게 하고 연료의 보급화를 촉진할 것으로 보인다.

일본 용접기계업체 다이헨은 2016년 오사카대학과 두꺼운 철판을 단기간·저비용으로 용접하는 신기술을 개발했다고 발표했다. 기존 대비 큰 전류를 사용하고 후판의 표면을 녹혀 접합해 용접시간이 1/30로 끝나고 비용도 80% 이상 절감하는 것으로 나타났다.