미래를 이끌어갈 융합적인 사고를 지닌 엔지니어의 요람
고주파의 특성을 이용한 집적회로 및 시스템 연구 개발
숭실대학교 마이크로웨이브시스템 연구실(이하 연구실)의 박창근 교수는 박사학위 기간 동안 고주파 회로 관련 기술을 연구하였고, 박사학위 취득 후 2007년부터 2009년까지 (주)하이닉스 반도체 선행설계팀에 입사하여 메모리 관련 연구를 진행하였다.
박 교수는 “예전에는 고주파 회로, 디지털 회로, 아날로그 회로의 연구 분야가 각각의 분야에서 최선을 다하면 충분했지만, 현재 기술은 각 분야의 경계선이 모호해 지면서 과거에는 아무런 관련이 없어 보였던 고주파 회로와 디지털 회로였지만, 최근에는 디지털 회로 역시 동작 속도가 눈부시게 발전하면서 고급 디지털 회로를 설계하기 위해서는 고주파 회로 설계 개념이 접목이 되어야 한다”고 전했다.
이에 박 교수는 학위 기간 동안 공부한 고주파 회로 설계 기술과 산업체에서 연구 개발한 디지털 회로 설계 기술을 접목하는 융합적인 사고를 가진 엔지니어를 길러내기 위해 연구실을 설립하게 되었다며 연구실의 설립 동기에 대해 밝혔다.
고주파 회로 설계 분야는 회로 기술, 반도체 공정 기술, 전자기학 기술 및 무선 통신 기술이 한데 어우러져야만 성공적인 연구를 수행할 수 있다. 그래서인지 초기 진입장벽이 매우 높아 이 분야에 학생들이 흥미나 관심을 가지기가 매우 힘들고, 그에 따른 매력이나 인기도 또한 많이 저하된 것이 사실이다. 또한, 많은 사람들이 최근 회로를 연구하는 분야는 이미 유행이 지났다고 얘기하기도 한다.
박 교수는 “하지만 어떻게 보면 최근 거의 대부분의 전자기기들이 무선 통신을 수행하는 상황에서 본 연구 분야에 대한 연구 인력 수요는 점점 더 높아지고 있음을 체감하고 있다”며 “그렇기 때문에 앞서 이야기 한 바와 같이 고주파 회로, 디지털 회로, 아날로그 회로 모두를 잘 알아야 제대로 된 IC를 만들어 낼 수 있다”고 말해 다시 한 번 여러 분야를 융합 적으로 아우를 수 있는 인재의 필요성에 대해 강조하였다.
지능형 마이크로웨이브 시스템 연구실의 주요 연구 분야
숭실대학교 지능형마이크로웨이브 시스템 연구실의 주요 연구 분야는 크게 세 가지로 분류할 수 있다. 고주파 회로 관련 분야와 디지털 회로의 칩(IC)간 무선 통신, Bio RF 관련 분야가 그것이다.연구실은 그 이름에 걸맞게 RF와 관련된 연구를 주로 수행한다. CMOS 공정이 지속적으로 눈부신 발전을 이루고 있으나, 고주파 회로 분야에서 CMOS 공정은 그렇게 매력적이지 못하다는 박 교수는, 하지만 미래 CMOS 공정을 통하여 만들어 지고 있는 아날로그 회로나 디지털 회로와의 SoC 구현을 위해서는 CMOS를 이용한 RF 회로의 연구가 필수적이라고 밝혔다. 여기서 한 가지 안타까운 점은 고속 공정을 이용한 고주파 회로는 사실 실패 가능성이 매우 높다는 점이다. 박 교수는 “이러한 실패 확률이 높은 연구 분야는 현실적으로 일반 산업체에서 도전하기란 매우 힘든 일이기에 본 연구실에서 수행하고 있다”고 말했다.
디지털 회로의 칩 간 무선통신에 대한 연구는 약 1년 6개월 전부터 연구실에서 수행해 왔다. 박 교수는 “전자기기들의 소형화 및 고속 동작화가 이루어지면서, 이제는 칩 간 통신이 PCB를 통한 유선 통신 방식이 아니라, 칩 간에도 초단거리 무선 통신을 하게 될 것으로 예상된다”며 “이 경우 전자 기기의 크기는 상상이상으로 줄어들 수 있게 되지만, 이러한 분야는 디지털 회로에 고주파 회로 설계 기법을 접목하는 것이기에 매우 도전적인 연구 분야라 할 수 있다”고 전했다. 현재 연구실에서 진행되고 있는 이 연구는 향후 전 세계적으로 활발한 연구가 이뤄 질 것으로 전망되기 때문에 한 발 빠른 연구의 개시는 향후 원천 기술 확보에 절대적으로 유리하게 작용할 것이다. 최근 삶의 질이 향상되면서 건강에 대한 관심이 높아짐과 동시에 기술의 개발이 이러한 관심을 뒷받침할 수 있는 단계에 이르렀다. 이에 Bio 관련 연구 분야에서도 크든 작든 고주파 회로와 관련된 지식이 필수적이라 할 수 있다. 박 교수는 “최소한 몸속에 있는 생체 센서와 외부 리더기 간에 통신을 하기 위해서는 고주파 회로가 필요하고, 심지어는 생체 신호 센서 자체가 고주파 회로 설계 기법으로 개발되어야 하는 경우가 많다”며 “본 연구실에서는 녹내장 예방을 위한 안압의 비접촉식 모니터링을 위한 센서를 연구 개발 중에 있다”고 밝혔다.
국내외 특허 200개 이상 획득
학교는 교육을 통해 연구를 수행하는 곳이다. 산업체에 있는 연구 인력과 학교 연구 인력을 비교해 볼 때, 경험이나 지식적인 측면에서 산업체 연구 인력이 더 오랜 시간 연구를 수행하였으므로 더 생산성 있는 연구 수행이 가능할 것이다. 하지만 새롭게 시작하는 때 묻지 않은 석/박사 학생들로 구성된 학교 연구실이 가지고 있는 강점은 사고의 유연성과 연구에 대한 편견이 없다는 것이다. 이러한 강점이 아마 더욱 더 도전적이고 창의적인 연구 수행으로 이어지는 원동력일 것이다. 박 교수와 학생들이 가지고 있는 국내외 특허가 200개가 넘는다는 것이 연구실의 강점을 잘 보여주는 단적인 예라 할 수 있다.
앞서도 얘기하였지만 융합적인 사고의 인재 양성은 우리나라의 전자산업을 위해 꼭 필요한 부분이지만 그러한 인재를 길러 내는 것은 매우 어려운 일이다. 이에 연구실에서는 고주파 회로 연구가 주된 연구 분야이긴 하지만, 설립 초기부터 크게 세 그룹(아날로그 회로 분야, 디지털 회로 분야, 고주파 회로 분야)로 나누어 연구를 진행하고 있고, 내년부터는 개별적으로 진행되던 연구 분야를 하나로 통합하는 시도를 할 예정이다. 박 교수는 “이를 통해 가시적인 시너지 효과가 창출될 것으로 판단된다”며 “이미 통합을 준비하는 과정임에도 불구하고 많은 아이디어와 원천 기술들이 발굴되고 있어 앞으로의 연구 활동이 더욱 기대되고 설렌다”고 말했다.
연구를 통한 기술의 개발도 중요하지만 무엇보다 학생 한 명 한 명의 무한한 성장을 돕는 조력자의 역할이 더 중요하다고 말하는 그를 통해, 연구실이 연구에 흥미를 가지고 자신이 하는 일을 즐거워하면서, 학생들끼리 인적 네트워크를 유지할 수 있는 명문 연구실로 거듭남으로써 대한민국의 미래를 이끌어갈 훌륭한 엔지니어의 요람으로 자리 잡길 기대해본다.