집적회로 분야의 미래를 설계하는 개척자
집적회로 분야의 미래를 설계하는 개척자
  • 김남근 기자
  • 승인 2016.10.18 16:45
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[이슈메이커=김남근 기자]

집적회로 분야의 미래를 설계하는 개척자

 


산업계 연계 가능한 기술의 선행 연구 펼치다

 

 

유망한 미래 기술 사업으로 떠오르고 있는 무선충전 기술. 오늘날 무선충전 기술은 스마트폰을 비롯해 가전제품, 자동차 등의 다양한 산업 분야에 적용돼 시장성을 인정받았다. 시장조사기관 ‘마켓앤마켓’에 따르면, 무선충전 세계 시장 규모는 올해 16억 달러에서 2020년이면 170억 달러로 연평균 60% 이상의 가파른 고성장을 예측했다. 때문에 이와 관련한 국내외 기업들은 무선전력 시장 선도를 위해 기술력을 강조한 제품 개발을 착수 중이다. 


 

 

 

거대 시장의 문을 두드린 무선충전 및 송수신 칩 개발 

무선전력전송은 전선을 사용하여 직접 전기에너지를 전달하지 않고, 전기에너지를 자기장이나 전자기파 형태로 변형해 전력을 전달하는 기술로 불필요한 전선을 줄일 수 있고 편리하게 전기에너지를 전달할 수 있어 산업계의 수요가 급증하고 있는 추세이며, 활발한 기술 개발이 진행되고 있다. 이러한 가운데 최근 ‘2016 국가연구개발 우수성과 100선’에 선정된 성균관대학교 전자전기공학부 이강윤 교수의 연구 결과는 무선충전 분야의 차별화된 기술력을 뒷받침할 사례로 인정받고 있다. 이 교수의 ‘국제표준 트리플(A4WP, WPC, PMA) 모드 지원, 급속 충전 기능을 탑재한 무선충전 및 송?수신 칩 개발’ 연구는 웨어러블 디바이스, 태블릿 PC 노트북 등에 적용 가능한 무선 충전 기술과 밀접한 연관이 있어 향후 가시적인 성과가 기대되고 있다. 그는 상용화를 앞둔 이 기술이 ‘집적회로 (Integrated Circuit, IC)’의 형태로 설계되고 원천 IP를 확보했으므로 여러 형태의 수신 IC를 제작해 다양한 종류의 전자기기에 적용이 가능하다는 것을 설명했다. 
 

  이 교수가 이끌고 있는 성균관대학교 집적회로 연구실(SKKU IC Lab)은 현재 집적회로 및 시스템 설계에 관한 연구를 진행해왔으며, 전력용 집적회로 (Power IC), RF 집적회로(RF IC), 아날로그 집적회로(Analog IC), 아날로그 및 디지털 혼성 신호 집적회로(Analog/Digital Mixed-Signal IC) 등에 대한 연구도 병행하고 있다. 이 교수는 연구실 내에서 무선전력 전송과 무선통신에 관한 네 가지 영역의 연구를 소화하면서 이론과 실무의 조화를 강조하고 있다. 그는 활용성에 기술의 가치를 부여해 산업체와의 긴밀한 산학협력을 넓혀가고 있으며, 이를 통해 연구진들이 상용화 경험을 쌓고 이론과 실무를 겸비한 집적회로 설계 엔지니어로 성장하는 발판을 마련해주고 있다. 
 

  이 교수는 일상과 밀접한 무선 충전 및 원거리 에너지 전송 분야의 파급 효과를 예견했다. 기술의 상용화는 사무실 책상이나 회의 테이블을 넘어 커피숍이나 지하철역, 버스정류장 등에 무선충전 존을 구현할 수 있게 되기 때문이다. 이처럼 기술 발달로 편의성 증대를 언급한 이 교수는 “휴대폰을 비롯한 웨어러블 제품 등 배터리로 작동하는 모든 분야에 적용 가능한 기술이지만, 현재 상용화된 무선충전 반도체는 전량 수입에 의존하고 있는 만큼 이를 대체하는 국산기술과 제품이 나와야 할 시점입니다”라고 강조했다. 


실무와 연계한 기술 개발로 성공을 향한 토대 닦다

그동안 LED의 밝기를 정밀 조절하는 드라이버 IC, 고효율 DC-DC 컨버터 등의 전력용 IC 연구를 진행해왔던 이강윤 교수는 이 같은 연구 배경을 바탕으로 무선 전력 전송에 관한 연구를 진행할 수 있었다. 그가 수행한 연구과제는 지식경제부의 ‘휴대단말용 Dual Band 멀티모드 인터렉티브 무선충전 융합 기술개발’, 산업통상부의 ‘스마트폰 및 웨어러블 기기의 근거리 및 원거리 무선 충전 수신 장치 개발’ 등 공공기관과 연계한 굵직한 사업들이다. 이외에도 무선통신용 RF 송수신기 연구과제의 일환인 저 전력?저 잡음 송수신기에 대한 구조 연구와 아날로그 센서에 대한 과제인 자동차용 온도?압력 복합 검지 및 네트워크 통신 기능을 제공하는 센서 모듈의 ASIC을 개발하는 데 주력해왔다. 이처럼 일련의 연구를 진행해오면서 이 교수는 세계 수준의 경쟁력을 확보하기 위해 인력 충원과 안정적인 자금 유치에 힘써왔다. 그는 연구와 기술 상용화의 조화로 졸업생과 신입생들의 업무 인수인계, 체계적인 연구 관리 시스템을 구축해 위기를 기회로 전환했다. 
 

  한편, 이 교수는 아날로그 및 전력용 반도체 회로 분야의 중요성을 강조하며 인력 배출을 위한 정부의 제도적 지원과 관심이 뒷받침돼야 한다고 덧붙였다. 특히 그는 이론과 설계의 경계에 있는 회로 설계 엔지니어의 깊은 고충을 표현했다. 이 교수는 해당 분야에 종사하는 연구원들에게 조급함 대신 인내력이 필요함을 언급하며 꾸준히 연구에 매진해주기를 바랐다. 그는 “꿈을 가지고 한 분야에 매진하면 반드시 이룰 수 있으며 이를 위해서는 기술에 대한 안목과 지속적인 노력이 필요합니다. 행여 목표를 달성하지 못 하더라도 그것은 실패가 아닌 성공을 위한 소중한 경험임을 학생들에게 전해주고 싶습니다”라고 말했다. 
 

  앞으로 이 교수는 반도체 산업의 성장 가능성을 예고하며 지속적인 기술 연구를 진행할 예정이라고 밝혔다. 집적회로 연구실에서는 실무에 적용돼는 선행 기술 연구를 진행해 좋은 IP를 확보하고, 혁신 적인 구조 연구 및 특허 확보를 회사와 공동으로 진행할 계획이다. 또한, 앞선 연구를 비롯해 향후 사물 인터넷(IoT) 및 웨어러블용 저전력 고효율 전력용 집적회로, 초저전력 RF 송수신기에 관한 연구, Bio 관련 초저전력용 회로 및 스마트카용 고신뢰성 회로 설계도 병행할 예정이다.  

 

 


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