전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 전기·전자

속보

더보기

삼성이 지원한 이준희 교수, 반도체 집적도 1000배 향상 원리 제시

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

원자간 탄성 작용을 상쇄시키는 물리 현상 발견해 반도체에 적용
메모리 반도체 0.5nm까지 미세화, 집적도 1000배 이상 향상

[서울=뉴스핌] 김선엽 기자 = 삼성미래기술육성사업이 지원한 UNIST(울산과학기술원) 에너지 및 화학공학부 이준희 교수 연구팀이 차세대 메모리 반도체의 집적도를 1000배 이상 향상 시킬 수 있는 이론과 소재를 발표했다.

이 연구는 2일(미국 현지시간) 세계적인 학술지 '사이언스(Science)'에 게재됐다.

사이언스에 순수 이론 논문이 게재되는 경우는 극히 드문 사례로, 국내 연구팀 단독 교신으로 진행한 이 연구는 이론적 엄밀성과 독창성, 산업적 파급력을 인정 받아 게재됐다.

이준희 UNIST(울산과학기술원) 에너지 및 화학공학부 교수<사진=삼성전자 제공>

◆ 원자간 탄성 작용을 상쇄시키는 물리 현상을 발견…반도체 적용

반도체 업계는 소자의 성능을 향상시키기 위해 미세화를 통해 단위 면적당 집적도를 높여 왔다.

그러나 데이터 저장을 위해서는 탄성으로 연결된 수천 개의 원자 집단인 '도메인'이 반드시 필요해 일정 수준 이하로 크기를 줄일 수 없는 제약사항이 있었다.

반도체 소자가 한계 수준 이하로 작아지면 정보를 저장하는 능력이 사라지는 '스케일링(Scaling)' 이슈 현상이 발생하기 때문이다. 이렇게 되면 반도체의 기본 작동 원리인 0과 1을 제대로 구현할 수 없다.

이준희 교수 연구팀은 '산화하프늄(HfO₂)'이라는 반도체 소재의 산소 원자에 전압을 가하면 원자간 탄성이 사라지는 물리 현상을 새롭게 발견하고, 반도체에 적용해 저장 용량 한계를 돌파하는 데 성공했다.

이 현상을 적용하면 개별 원자를 제어할 수 있고 산소 원자 4개에 데이터(1bit) 저장이 가능해져, 데이터 저장을 위해 수십 nm(나노미터) 크기의 도메인이 필요하다는 업계 통념을 뒤집었다.

연구팀이 제시한 단일 원자에 데이터를 저장하는 메모리(위)와 수천 개의 원자 집단인 도메인을 사용해 데이터를 저장하는 메모리 비교(아래) 기존 메모리는 원자간 탄성 작용으로 수십 나노미터 크기의 도메인을 이용해 1비트를 저장하지만, 연구팀이 제시한 현상을 활용하면 전압을 걸 때 원자 간 탄성 작용이 소멸돼 개별 원자에 데이터 저장이 가능하다.<사진=삼성전자 제공>

◆ 메모리 반도체 0.5nm까지 미세화, 집적도 1000배 이상 향상

산화하프늄은 현재 메모리 반도체 공정에서 흔히 사용하는 소재로, 이 현상을 적용할 경우 스마트폰, 태블릿 등 다양한 제품의 메모리 성능을 한층 끌어올릴 수 있어 산업계에 파급이 클 것으로 예상된다.

특히 연구팀은 이번 연구 결과를 적용하면 반도체 소형화시 저장 능력이 사라지는 문제점도 발생하지 않아 현재 10nm 수준에 멈춰 있는 반도체 공정을 0.5nm까지 미세화 할 수 있어 메모리 집적도가 기존 대비 약 1000배 이상 향상될 것으로 예상했다.

이준희 교수는 "개별 원자에 정보를 저장하는 기술은 원자를 쪼개지 않는 범위 내에서 최고의 집적 기술"이라며, "이 기술을 활용하면 반도체 소형화가 더욱 가속화 될 것으로 기대된다"라고 말했다.

이번 연구는 2019년 12월 삼성미래기술육성사업 과제로 선정돼 연구 지원을 받고 있으며, 과학기술정보통신부 미래소재디스커버리 사업 지원도 받아 수행됐다.

한편, 삼성미래기술육성사업은 국가 미래 과학기술 연구 지원을 위해 2013년부터 10년간 1조5000억원을 지원할 예정이며, 지금까지 589개 과제에 7589억 원의 연구비를 집행했다.

삼성전자는 CSR 비전 '함께가요 미래로! Enabling People' 아래 삼성미래기술육성사업, 스마트공장, C랩 아웃사이드, 협력회사 상생펀드 등 상생 활동과 청소년 교육 사회공헌 활동을 펼치고 있다.

sunup@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
경남지사 후보에 김경수 단수 공천 [서울=뉴스핌] 조승진 기자 = 더불어민주당은 5일 경남지사 후보로 김경수 대통령 직속 지방시대위원장을 단수 공천하기로 했다. 김이수 민주당 공천관리위원장은 이날 서울 여의도 국회에서 열린 기자간담회에서 "민주당 공천관리위원회는 김경수 후보를 경남도지사 후보로 단수 선정했다"며 "김 후보는 2018년 경남지사에 당선돼 성공적으로 도정을 이끈 경험이 있다"고 밝혔다. 이번 단수 공천은 인천시장 후보로 박찬대 의원, 강원도지사 후보로 우상호 전 대통령 정무수석비서관을 단수 공천한 데 이어 세 번째다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 경남지사 후보로 단수 공천된 김경수 지방시대위원장이 5일 오후 서울 여의도 국회에서 소감을 밝히고 있다. 2026.03.05 pangbin@newspim.com 김 위원장은 "이재명 정부 출범과 함께 지방시대 위원장을 맡아 정부의 국정 철학은 물론 지역 균형 발전에 대한 이해도 역시 최고 수준"이라고 했다. 그러면서 "부·울·경 메가시티 꿈이 무너진 자리엔 5극3특 꿈이 빛나고 있다"며 "이재명 정부 국정 철학 이해와 지역 균형 발전 DNA 갖춘 사람만이 이 꿈을 현실로 만들 수 있다"고 말했다. 정청래 민주당 대표는 "우상호 후보, 박찬대 후보, 김경수 후보 모두 6.3 지방선거에서 이재명 정부 성공이라는 시대정신을 반영하기 위해서 반드시 승리할 필승 카드"라고 했다. 이어 "김경수 후보는 고 노무현 대통령을 지근거리에서 보좌했던 참여정부의 마지막 비서관"이라며 "노무현 대통령 퇴임 이후 귀향할 때 같이 봉하마을로 내려갔고, 노무현 대통령 서거 이후에도 봉하마을을 지켰던 의리와 뚝심의 봉하마을 지킴이 중 한 명"이라고 설명했다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 정청래 더불어민주당 대표가 5일 오후 서울 여의도 국회에서 경남지사 후보로 단수 공천된 김경수 지방시대위원장과 포옹하고 있다. 2026.03.05 pangbin@newspim.com 그러면서 "김경수 후보자의 건승을 바라며 노짱(노무현 전 대통령)을 기리는 동지로서 꼭 당선될 수 있도록 당대표인 나도 혼신의 노력을 다하겠다"고 강조했다. 김경수 위원장은 "지역 발전에서 갈수록 잊히는 경남을 다시 일으켜 세우라는 민주당 당원과 도민 뜻이 담긴 결정이라고 생각한다"며 "경남을 반드시 바꾸고 경남과 부울경에서 이재명 정부의 성공을 앞장서서 이끌어야 한다. 당원과 도민이 주는 엄중한 명령"이라고 했다. 이어 "당 결정을 무겁게 받아들이고 반드시 승리로 보답하겠다"고 밝혔다. 댓글조작 사건인 이른바 드루킹 사건으로 인해 지사직을 상실하고 복역한 것과 관련해서는 "도지사 직을 어떤 이유로든 끝까지 완수하지 못하고 도정 중단한 건 죄송스러운 일"이라며 "진실 여부를 떠나서 대단히 죄송하고 송구하다"고 했다. chogiza@newspim.com 2026-03-05 14:28
사진
코스닥 매수 사이드카 발동 [서울=뉴스핌] 양윤모 기자= 이란 전쟁 확전 불안감속 6일 오전 코스닥이 전장 종가보다 34.41포인트(3.08%) 상승한 1150.82로 거래를 시작한 가운데, 서울 중구 하나은행 을지로본점 딜링룸에서 직원들이 업무를 보고 있다. 2026.03.06 yym58@newspim.com   2026-03-06 09:41
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

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.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동