- III-V족 반도체 한계 넘은 ‘반데르발스 간격’ 설계… 4월 대한민국 과학기술인상 선정
- 메모리·연산 통합한 ‘뉴로모픽’ 핵심 기술 확보… 네이처 머터리얼스 대표 논문 게재
대한민국 반도체 기술의 영토를 자연계 너머로 확장한 연세대학교 신소재공학과 심우영 교수가 ‘대한민국 과학기술인상’ 4월 수상의 영예를 안았다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단은 과학의 달을 맞아 독창적인 연구로 세계 반도체 시장의 패러다임을 바꿀 초석을 다진 심 교수를 이번 달의 주인공으로 선정했다고 발표했다. 이번 수상은 과기정통부가 우수 과학자 포상의 격을 높이기 위해 기존 명칭을 브랜드화한 이후 이루어진 상징적 시상이다.
심우영 교수는 주기율표 3족과 5족 원소를 결합한 화합물 반도체인 ‘III-V족 반도체’의 구조적 한계를 극복한 세계 최초의 연구 성과를 거뒀다. 기존의 III-V족 반도체는 전자 이동 속도는 빠르지만 원자들이 촘촘히 맞물려 있어 이온이 움직일 공간이 없었다. 심 교수는 원자층 사이를 선택적으로 깎아내는 ‘토포케미컬 에칭’ 공법을 도입해 이온이 드나들 수 있는 미세한 물리적 틈새인 ‘반데르발스 간격’을 인위적으로 만들어내는 데 성공했다.
이 같은 구조적 혁신은 반도체 소자가 단순히 전기 신호를 전달하는 역할에서 나아가, 스스로 정보를 기억하고 연산하는 능력을 갖추게 했음을 의미한다. 특히 인간의 뇌 신경망 구조를 모방한 ‘뉴로모픽 컴퓨팅’과 기억·연산을 통합 수행하는 ‘컴퓨트 인 메모리’ 기술의 핵심 소자로 활용될 가능성이 매우 높다. 이는 인공지능 연산에 소모되는 막대한 전력을 획기적으로 절감할 수 있는 차세대 인공지능 반도체의 원천 기술로 평가받고 있다.
심 교수의 연구 결과는 학술적 가치를 높게 평가받아 지난 2024년 10월, 세계 최고 수준의 학술지인 ‘네이처 머터리얼스’에 게재되는 동시에 이달의 연구 브리핑 논문으로 선정되는 쾌거를 이뤘다. 특히 이번 성과는 2017년부터 진행된 과기정통부의 ‘미래 소재 디스커버리 사업’을 통한 장기적인 지원이 결실을 맺은 사례라는 점에서 국가 기초연구 생태계 조성의 성공적 모델로 꼽힌다.
나노과학 분야 권위자로 꼽히는 심 교수는 최근 미국 화학회(ACS) 학술지 ‘나노레터’의 부편집장으로 활동하며 글로벌 학문 공동체에서도 영향력을 발휘하고 있다. 심 교수는 수상 소감을 통해 우리나라 연구진이 세계 최초로 제안한 반도체 설계 개념이 국가 경쟁력 강화로 이어지는 것에 큰 보람을 느낀다고 전했다. 정부는 앞으로도 도전적인 연구를 수행하는 과학자들에 대한 예우를 강화하고 원천기술 확보를 위한 지원 정책을 더욱 공고히 할 방침이다.
