전력관리회로(PMIC), ‘World Best Group’을 꿈꾼다!
비메모리 반도체로 세계적인 주목
아날로그 설계 기술 전문성과 노하우 갖춰
집적회로(IC)는 반도체로 만든 전자회로의 집합을 뜻하며, 이는 전자공학의 혁명 더 나아가서는 우리 삶의 혁명을 일으켰다. 왜냐하면, 오늘날 우리가 사용하는 모든 전자제품에 집적회로가 사용되기 때문이다. 휴대폰 없는 현대인의 삶은 상상할 수 없다. 휴대폰 크기가 점점 작아지면서도 성능이 더 좋아질 수 있었던 건, 집적회로의 소형화, 정밀화 덕분이다. 비용, 전력 소모, 속도 어느 것 하나 놓치지 않고 더 작고 정밀한 집적회로를 만들기 위한 세계적인 경쟁이 치열한 가운데, 국내 연구진의 활약이 눈에 띄어 찾아가 봤다.
‘국제고체회로학회(ISSCC) 2023’ 논문 2편 채택
UNIST 신세운 교수 연구그룹이 ‘국제고체회로학회(ISSCC) 2023’에서 논문 2편이 채택되며 많은 주목을 받고 있다. 특히 전력관리집적회로(PMIC) 분야의 논문 8편 중 2편이 채택됐는데, 우리나라에서 유일하게 이 분야에 논문이 채택됐다. ISSCC는 세계 3대 반도체 학회로 반도체 설계 올림픽이라고도 불려 신세운 교수 연구그룹은 메달을 2개 딴 셈이다. “우리나라가 반도체 강국이지만, 비메모리 분야에서는 아직 후발주자입니다. 비메모리 반도체인 IC회로로 성과를 내서 기쁘게 생각하며, 제자들과 함께 성과를 내서 더 기쁘게 생각합니다” 신 교수가 박사과정 때 논문이 채택된 적이 있지만, 교수가 돼서 자신이 가르친 학생들이 성과를 냈다는 거에 큰 의의를 둔다고 설명하며 그는 2021년 2월 UNIST에 자리를 잡은 지 얼마 안 된 신생 연구그룹으로서의 성과라 주변에서 많은 칭찬과 격려를 해준다고 전했다. IC회로를 설계해 내놓는데, 비용과 시간이 많이 들어, 일 년에 한 번 있는 학회에 선보이기까지는 꽤 촉박하다. 설계한 회로가 작동하지 않으면 1년을 더 기다려야 한다. 신세운 교수는 UNIST에서 1년 안에 2편의 논문을 학생들과 같이 선보임과 동시에 논문채택까지 이어져, 그 내용과 비결이 궁금했다. 채택된 2편의 논문 중 첫 번째 논문은 값싼 공정으로 높은 전압을 만드는 PMIC이고, 두 번째 논문은 진동에너지를 전기에너지로 바꾸는 에너지 하베스팅 기술 관련 PMIC로 부피는 줄이고 가격은 낮췄다. “저희가 목표로 하는 것이 부피는 작고 값싸면서도 고효율의 PMIC입니다. 그래야만 가격경쟁력을 갖춰 산업화할 수 있습니다”
장인정신으로 아날로그 회로 설계
집적회로 중 아날로그 회로 설계에 전문성을 갖춘 신세운 교수 연구그룹은 크게 3가지 연구영역을 다룬다. 첫 번째는 제일 기본으로 삼는 연구로 전자제품의 배터리를 관리하는 PMIC 연구다. 두 번째는 배터리 없이 회로가 동작할 수 있게 하는 에너지 하베스팅 기술, 세 번째는 무선전력전송 기술이다. 디지털 시대에 아날로그 회로를 설계한다는 게 신선한데, 신세운 교수는 “파워와 아날로그 회로는 실제 아날로그인 우리 주변 세계를 디지털 변환하는 데 필수불가결한 구동 전원 및 인터페이스가 됩니다. 즉, 분명히 수요가 있는 분야이며 아날로그 회로는 자동화가 어려워서 사람의 직관과 노하우가 더 필요하기에 열심히 연구하고 몸담고 있다 보면 틀림없이 쓰임이 있는 기술입니다. 이 부분은 학생들에게도 늘 설명하고 강조하고 있습니다” 전문성과 노하우가 필요하다는 점에서 아날로그 회로설계는 장인의 기술과 다름없다는 생각이 든다. 이에 그는 장인정신으로 자부심과 자긍심을 갖고 연구에 임하고 있는 듯 보였다.
향후 연구계획에 대해서 신 교수는 전력반도체 구동회로에 도전해보겠다는 생각을 밝혔다. 국제적으로는 신기술로 각광받고 있지만, 국내에서는 연구진이 거의 없을 정도로 불모지인 분야로 그의 도전이 새로운 길을 만들어내리라 기대해본다. “추가로 파워와 연관된 모든 회로를 해보고 싶은 마음이 있습니다. 파워를 조절하면 회로의 퍼포먼스를 증가시킬 수 있는데 저희의 기술력인 전원변조기술을 활용해 어떤 회로든 최상의 퍼포먼스를 낼 수 있을 것으로 생각합니다”
“꾸준히 잘하는 연구그룹으로 인정받고 싶어”
변화가 빠른 반도체 업계에서 꾸준히 잘하는 건 참으로 어렵다. 아차 하는 순간 이미 저만치 멀어지는 것이다. 신세운 교수는 그래서 꾸준히 잘하는 연구그룹으로 인정받고 싶다는 바람을 피력했다. 그의 바람은 여기에서 그치지 않고, World Best Group을 꿈꾼다고 덧붙였다. “이번 논문게재로 의미 있는 첫 출발을 했고, 그다음에 중요한 건 지속성이라고 생각합니다. 매년이 안되면 격년이라도 ISSCC에서 꾸준히 성과를 내고 싶고, 그렇게 세계적인 인지도를 쌓고 저희 연구그룹만의 입지를 높이고 싶습니다”
신세운 교수는 선생으로서 자신을 믿고 따라주는 학생들이 잘 됐으면 좋겠다고 말했다. 자신이 학생일 때 많은 걸 보고 배운 스승님(카이스트 조규형 교수)을 언급하며 자신도 그런 스승님과 같은 길을 가고 싶은 마음일 것이다. “교수가 됐지만, 여전히 스승님께 칭찬받고 싶은 마음이 있습니다. 이번 논문게재로 칭찬을 많이 받았습니다”라고 웃으며 그는 “연구에 집중할 수 있게 내조해주고 있는 아내와 가족들에게도 감사합니다”라며 덧붙였다.
그는 회로설계가 레고 조립과 같다고 했다. 어떻게 조립하느냐에 따라 다른 모양이 나오는 레고처럼, 회로설계도 다양성이 무궁무진하다는 말이다. 그 수많은 다양성 중에서 신세운 교수가 추구하는 컨셉을 갖춘 회로로 급변하는 반도체 경쟁 속에서 그만의 입지를 탄탄히 하길 바라본다.
[이슈메이커=임성희 기자]
