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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 올해 노벨물리학상 제라르 무루 교수와의 추억

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나의 지도 교수, 그리고 올해 노밸물리학상 수상자 제라르 무루 교수

올해 노벨 물리학상 수상자로 아서 애슈킨 미국 벨연구소 박사, 제라르 무루 프랑스 에콜폴리테크니크 교수, 도나 스트리클런드 캐나다 워털루대 교수가 선정됐다. 이 소식을 접하고 나는 깜짝 놀랐다.

공동 수상자 가운데 한 사람인 제라르 무루(Gerard Mourou) 교수가 바로 필자의 박사학위 지도 교수이기 때문이다. 약 10년 전부터 후보라는 소식은 들었으나 막상 발표되고 나니 한편 놀라기도 하고, 또한 반갑고 영광스럽기도 하다. 약 30년 전의 추억이 떠올랐다. 

      김정호 KAIST 교수

제라르 무루 교수 팀은 극초단 펄스 레이저를 처음 개발하고 그 용용 분야를 개척했다. 그 팀이 개발한 레이저는 매우 짧은 시간을 갖는 펼스(Pulse) 레이저인데, 그 펄스의 크기가 팸토초 정도의 시간 단위의 크기이다. 그 레이저 펄스의 주기는 약 100MHz 정도 인데 그 이유는 레이저 공진기 거울간의 거리를 빛이 왕복하는 시간이 결정하기 때문이다. 레이저 펄스의 크기가 팸토초 크기라면, 그 시간은 놀랍게도 1000 조 분이 1초이다. 그 짧은 시간은 자연계에 존재하는 한계 시간이고 거의 ‘0’ 의 시간이라도 할 수 있다. 대부분의 자연계 현상이 정지한 시간이다.

그 펨토초 시간은 빛이 광속으로 전파하더라도 1 마이크로미터(백만 분의 1 미터) 밖에 전진하지 못하는 순간 정지의 시간이다. 이 시간은 광속의 빛도 정지한 시간이다. 이처럼 펨토초 레이저를 이용해서 빛도 정지한 이 시간대에 일어나는 다양한 물리, 화학 현상을 탐구할 수 있었다. 정지된 시간과 빛의 세계를 탐험할 기회를 제공한 셈이다. 전자, 원자, 분자도 정지시킬 수 있다. 이처럼 제라르 무루 교수는 자연과학과 공학의 신세계를 최초로 열었다고 본다. 그가 펨토초 레이저 연구를 제일 처음 시작했고, 30년 이상 지속적으로 꾸준히 진행했다. 그래서 노벨상을 받았다.

1980년대 제라리 무루 교수와 그 제자가 펨토초 레이저를 이용해 실험을 하고 있다. [출처: 로체스터 대학]

빛의 속도와 경쟁하는 피코초 반도체

한편 필자는 박사 학위 연구에서 이러한 펨토초 레이저를 이용해서 고속 반도체 소자의 특성을 측정하는 방법을 개발했다. 자연계에 머문 극한의 시간 기술을 공학과 접목해 기존의 전자 계측기로 측정할 수 없었던 펨토초 영역의 고속 반도체 현상을 측정할 수 있었다. 특히 반도체 위에서 전자파가 빛의 속도로 전파하는 영상을 영화 같이 찍을 수 있었다.

예를 들어, 우리가 영화를 만드는데 1초에 24장 정도의 사진을 찍고, 그것을 연속으로 보여주면 동영상이 된다. 그 때 영화 필름 속의 사진은 24분의 1초마다 1장씩 찍게 된다. 마찬가지로 펨토초 단위로 반도체 위에 전자파를 발생시키고, 그 전자파의 각종 현상을 영화처럼 측정한다.

발생 시간과 측정 시간을 팸초토 차이를 주면서 영상을 계속 얻는다. 그 시간 차이는 거울을 이용해 빛이 전파하는 시간으로 조절해서 달리한다. 거울을 1마이크로미터(1 백만 분의 1 미터)를 이동하면 빛의 시간을 펨토초 정도 지연 가능하다. 이렇게 반도체 공간에 분포한 전자파 사진을 찍고 매 펨토초 마다 시간 차를 두면서 계속 사진을 얻는다.

그리고 그 사진들을 나중에 쭉 이으면 전자파가 반도체 위에서 영화를 얻을 수 있다. 이렇게 보면 시간 공간에서 정지한 빛과 전자파의 세계를 영화로 구현해 보았다.

펨토초 레이저를 이용해서 반도체 위에서 전자파가 빛의 속도로 전파하는 모습을 측정한 영상의 한 장면. [출처: KAIST]

빛의 속도와 경쟁하는 고성능 반도체 시대 대비해야

시간이 한참 지난 지난 지금 필자는 고속 반도체와 패키지 설계 분야를 연구하고 있다. 인공지능과 빅데이터 시대에 필요한 고속, 고성능, 저전력 반도체 분야의 연구이다. 한편 박사학위를 받은 연구 분야를 벗어나 기간 산업과 가까운 분야를 하는 자부심을 갖고 있으면서 다른 한편으로 기초 연구에 대한 아쉬움이 교차한다.

지금 고속 반도체 GPU나 D램은 디지털 시계에 맞추어 빅데이터를 계산하고 저장하고, 주고 받는다. 이를 설계할 때 둘 사이의 신호 전파 지연시간(Latency)과 신호간의 시간 차이(Skew)를 피코초 단위로 줄여야 한다. 피코초(1조 분의 1초)는 펨토초의 1000 분의 1 초 시간이다. 펨토초 영역에서 연구하고 익숙하다 보니, 피코초는 당연히 조정 가능하고, 설계 가능하고 구현가능한 시간대라고 생각하게 되었다.

그리고 앞으로 펨토초 영역의 고성능 반도체도 설계할 수 있다는 상상이 된다. 모두 오래 전에 펨토초 과학과 공학을 경험해 보았기 때문이다. 이러한 경험이 상상력의 원천이 되고, 이로부터 다가오는 4차 산업혁명 시대를 위한 영감을 얻는다. 

엄청난 빅데이터 속도(Big data/s)에 대한 두려움이 없다.

빅데이터(Big data)도 중요하지만 빅데이터를 얼마나 빨리 주고 받을 수가 (Big data/s) 있는가에 대한 중요성을 보여주는 개념도. [출처: KAIST]

 

joungho@kaist.ac.kr     

      

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]  

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Z폴드8 '300만원 시대' 여나 [서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 삼성전자 스마트폰 평균 판매가격(ASP)이 올해 1분기 전년 대비 23% 상승한 것으로 나타났다. 인공지능(AI) 반도체 수요 급증으로 모바일 메모리와 애플리케이션프로세서(AP), 카메라모듈 등 핵심 부품 가격이 급등하면서 제조 원가 부담이 커진 영향이다. 오는 7월 공개 예정인 갤럭시 Z폴드8·Z플립8 역시 가격 인상 압력이 거세 새 폴더블폰은 300만원 시대에 진입할 것이란 전망이 나온다. 18일 삼성전자 분기보고서에 따르면 올해 1분기 스마트폰 평균 판매가격은 지난해 연간 평균 대비 약 23% 상승했다. 지난해 사업보고서에서 연간 평균 판매가격이 전년 대비 3% 하락했던 것과는 대조적인 흐름이다. [AI 인포그래픽=서영욱 기자] 가격 상승 배경으로는 AI 서버용 반도체 수요 급증에 따른 메모리 공급 부족과 첨단 공정 전환에 따른 부품 원가 상승이 꼽힌다. 삼성전자는 디바이스경험(DX)부문 주요 원재료 가격 변동 현황에서 모바일AP 솔루션 가격이 전년 대비 약 12% 상승했고 카메라모듈 가격은 약 15% 올랐다고 밝혔다. 특히 모바일용 메모리 가격은 107% 급등했다. 2배 이상 오른 셈이다. 글로벌 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난 1분기 스마트폰 부품 원가(BOM)에서 메모리가 차지하는 비중은 10~15% 수준에서 30~40%까지 올랐다. 스마트폰에 들어가는 저전력 모바일 D램인 LPDDR4X와 LPDDR5X는 지난 1분기 가격이 전 분기 대비 58~63% 올랐다. 메모리 가격 급등으로 제조 원가 부담이 커지면서 삼성전자는 올해 초 출시한 갤럭시 S26 시리즈 가격을 전작 대비 약 6~16% 인상했다. 여기에 지난달에는 갤럭시 S25 엣지와 갤럭시 Z플립7·폴드7 가격도 9만~19만원 가량 올리며 기존 출시 모델까지 가격 인상에 나섰다. 업계에서는 오는 7월 공개 예정인 갤럭시 Z폴드8·Z플립8 역시 가격 인상 압력을 피하기 어려울 것으로 보고 있다. 현재 시장에서는 기본형 가격은 전작 수준을 유지하되 512GB·1TB 등 고용량 모델 중심으로 가격이 오를 가능성이 큰 것으로 보고 있다. 특히 모바일 메모리 가격 상승세가 2분기 들어 더 가팔라질 것으로 예상되면서 폴더블 원가 부담도 커지고 있다. 서울 강남구 삼성 강남 매장을 찾아 새롭게 출시된 '갤럭시 S26' 시리즈 [사진=뉴스핌DB] 시장조사업체 트렌드포스는 올해 2분기 스마트폰용 LPDDR4X 가격이 전분기 대비 70~75%, LPDDR5X는 78~83% 급등할 것으로 전망했다. 1분기 상승 폭 보다 더 가팔라질 것이란 전망이다. AI 기능 강화로 스마트폰 한 대에 들어가는 메모리 용량 자체가 늘어나고 있는 데다 메모리 업체들이 AI 서버용 고대역폭메모리(HBM) 생산 확대에 집중하면서 모바일용 LPDDR 공급까지 빠듯해지고 있다는 분석이다. 전작인 갤럭시 Z폴드7의 경우 지난달 가격 인상으로 1TB 용량 제품이 이미 300만원(312만7300원) 넘어선 바 있고 512GB 제품도 263만원까지 올랐다. 출시를 앞두고 있는 Z폴드8은 512GB 제품이 300만원에 육박할 것이라는 전망이다. 모바일업계에서는 삼성전자가 AI 기능과 고용량 메모리를 앞세운 프리미엄 전략을 강화하면서 수익성 중심의 사업 구조 전환에 속도를 낼 것으로 보고 있다. syu@newspim.com 2026-05-18 14:13
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박찬욱, 佛 최고 문화예술공로훈장 [서울=뉴스핌] 김용석 선임기자 = 박찬욱(63) 감독이 프랑스 정부로부터 문화예술공로훈장 최고 등급인 '코망되르'를 수훈한 가운데, 최휘영 문화체육관광부 장관이 공식 축전을 통해 그 의미를 높이 평가했다. 박찬욱 감독이 17일(현지시간) 프랑스 칸 팔레드페스티벌에서 프랑스 정부로부터 최고 등급의 문화예술 공로 훈장을 받은 후 소감을 밝히고 있다. [사진= 로이터 뉴스핌] 박찬욱 감독은 17일(현지시간) 제79회 칸 국제영화제가 열리고 있는 프랑스 칸 팔레 드 페스티발 대사 접견실에서 카트린 페가르 프랑스 문화부 장관으로부터 직접 메달을 받았다. 올해 칸 영화제 경쟁 부문 심사위원장을 맡아 현지에 머물던 중 수훈이 이뤄져 더욱 각별한 의미를 더했다. 한국인 코망되르 수훈자는 2002년 김정옥 전 한국문화예술진흥원장, 2011년 지휘자 정명훈, 2025년 소프라노 조수미에 이어 박 감독이 네 번째다. 영화감독으로서 이 등급을 받은 것은 한국인 최초다. 박찬욱 감독은 2004년 제57회 칸 영화제에서 '올드보이'로 심사위원대상을 수상하며 세계적 거장 반열에 올랐고, 2009년 '박쥐'로 심사위원상, 2022년 '헤어질 결심'으로 감독상을 받으며 칸 3관왕을 달성했다. 이 같은 이력 위에 올해 한국인 최초로 칸 경쟁 부문 심사위원장에 위촉됐다. 박 감독은 "프랑스와 제 인연의 정점은 2004년 칸 영화제"라며 "그 사건은 제 인생을 완전히 바꿔놨다"며 "남은 마지막 소원은 언젠가 프랑스에서, 프랑스 배우들과 함께 영화를 찍어보는 것"이라고 밝혔다. 최휘영 장관은 축전에서 "이번 수훈은 대한민국 영화계의 세계적 위상을 확고히 증명하고, 우리 문화예술계의 자긍심을 드높이는 계기가 됐다"고 밝혔다. 또한 "올해 한·프랑스 수교 140주년을 맞아 양국의 문화적 연대를 더욱 공고히 하는 가교가 돼 주시기를 바란다"며 "앞으로도 감독님의 위대한 여정을 응원하겠다"고 전했다. fineview@newspim.com 2026-05-18 15:16
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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