인공지능 시대 앞당길
스커미온 기반 초저전력 소자 핵심기술 개발

단일 소자 내 스커미온 생성·삭제·이동 기술, 세계 최초 구현 성공
차세대 초고밀도·초고속 메모리 소자 개발에 활용 기대

한국표준과학연구원(KRISS, 원장 박현민) 양자기술연구소 양자스핀팀은 스커미온 기반 전자소자를 구현할 핵심기술을 개발하는 데 성공했다. 차세대 반도체 소자인 뉴로모픽 소자, 로직 소자 등의 개발에 획기적인 기여를 할 전망이다.
인공지능, 슈퍼컴퓨터 등은 ‘전기 먹는 하마’라고도 불릴 만큼 전력 소모가 크다. 2016년 알파고가 바둑 한판을 둘 때 소모한 전력은 약 1 메가와트로, 일반 가정집 100가구가 하루에 사용하는 전력사용량과 비슷하다. 이에 대용량 데이터를 저전력으로 처리하는 초저전력 전자소자에 관심이 커지고 있다.
스커미온은 소용돌이 모양으로 배열된 스핀 구조체로, 수 나노미터까지 크기를 줄일 수 있으며, 매우 작은 전력으로도 이동할 수 있어 초저전력 소자의 대표 주자로 꼽히고 있다. 스커미온을 이용한 전자소자는 자성의 N극, S극을 이용해 1이나 0을 기록했던 전자소자에 비해 100분의 1 수준의 전력을 소비할 수 있어 경제적이다.
스커미온을 전자소자로 개발하기 위해서는 단일 소자 내에서 개별 스커미온을 제어하는 생성·삭제·이동·검출의 4가지 기술이 종합적으로 필요하다. 지난 10년간 연구자들은 4가지 기술의 일부 조합을 각각 실험으로 구현하는 데 성공했지만, 생성 원인을 정확히 규명하지 못한 이유로 4가지를 한 번에 실험으로 증명한 적은 없었다.
현재까지 스커미온을 응용하는 전자소자 연구는 대부분 컴퓨터 시뮬레이션을 기반으로 진행됐다. 스커미온 기반의 전자소자를 상용화하려면 실제 실험으로 증명하는 것이 필요하기에, 응용 가능성이 큰 소자 개발에는 한계가 있었다.
KRISS 양자기술연구소 양자스핀팀은 평면 상태의 2차원에 국한돼 광·전류·자기장·전기장 등 외부의 강한 자극으로 스커미온을 생성 및 삭제하는 방식을 뛰어넘어, 3차원 수직 전극 구조를 기반으로 한 새로운 스커미온의 생성 및 삭제 방식을 실험적으로 구현하는 데 성공했다.
KRISS 연구팀은 산화층 내부에 3차원 수직 전극 역할을 하는 필라멘트가 형성되는 것을 이용해 자성체의 특정 위치에 전류를 주입했고, 이때 스커미온이 쉽게 생성 및 삭제되는 것을 발견했다. 이를 기존의 스커미온 이동 기술과 접합시켜 하나의 소자에서 스커미온의 자유로운 생성·삭제·이동 기술을 동시에 구현했다.
이번 기술은 국내 대기업에서 개발하고 있는 ‘M램’(Magnetic RAM : 자성 반도체로 불리며, 자기장의 밀고 당기는 현상을 활용해 데이터를 처리하고 저장한다. 이론적으로 D램보다 집적도가 1000배 이상 뛰어난 반도체 제조 가능) 기술에도 쉽게 적용할 수가 있으며, 2013년 노벨물리학상 수상자인 Albert Fert 박사가 이론적으로 제시한 스커미온 소자(Skyrmion racetrack memory)를 세계 최초로 실험으로 구현하는 데 성공했다는 점에서 더욱 큰 의미를 가진다.

KRISS 양자기술연구소 황찬용 책임연구원은 “이번 성과는 차세대 반도체 기술 개발에 핵심적인 역할을 할 수 있을 것”이라며, “향후 스커미온 개수 제어를 활용한 시냅스 소자 등의 응용연구와 지금까지 거의 실험이 불가능했던 양자 스커미온 분야 연구를 시도할 계획”이라고 밝혔다.
한국연구재단 미래소재디스커버리사업, 차세대지능형반도체기술개발사업 등의 지원을 받은 이번 연구성과는 KRISS 양자기술연구소 양자스핀팀과 DGIST 신물질과학전공 홍정일 교수 연구팀이 공동으로 참여했으며, 세계적인 학술지인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials, IF: 30.849)에 지난 9월 27일 온라인 게재됐다.

한국에머슨, KORMARINE 2021서 그린십 및
디지털 트랜스포메이션 최첨단 솔루션 전시

‘GREEN & DIGITAL’ 콘셉트로 그린십 및 DX 최신 트렌드 반영한 솔루션·플랫폼 선보여
 ‘디지털 트윈’, ‘플랜트웹 옵틱스 플랫폼 및 AR서비스’로 원거리서 현장과 동일한 환경으로 관제

한국에머슨은 10월 19일부터 부산 벡스코(BEXCO)에서 열리는 제22회 국제조선 및 해양산업전(이하 KORMARINE 2021)에 전시 참가했다. ‘GREEN & DIGITAL’을 지속 가능 성장을 위한 콘셉트로, 서스테이너블 오션(sustainable ocean) 그린십(Green Ship) 솔루션 및 해양 플랜트의 자율 운전을 위한 디지털 트랜스포메이션(DX, Digital Transformation) 솔루션을 선보였다.
부산시와 산업통상자원부, 한국조선해양플랜트협회, 한국조선해양기자재공업협동조합이 주최하고 , 리드케이훼어스(유), 벡스코가 공동 주관하는 KORMARINE 2021은 국내 최대 규모의 해양산업 전시회이자 세계 4대 조선해양 전문 박람회로 1980년 첫 개최 이래 격년제로 진행되고 있다. 국내외 조선, 해양플랜트, 해양에너지의 최첨단 장비 및 신기술을 선보이며 조선해양 분야의 기술 진흥과 글로벌 시장 개척 지원을 위한 상생의 장 역할을 하고 있다. 코로나로 인해 올해는 오프라인 전시에 앞서 온라인 전시를 선오픈하며, 하이브리드 형태로 개최되었다.
친환경 선박과 관련된 그린십 기술은 연료 절감, 대체 연료 등과 관련한 지속 가능한 고효율 솔루션으로 구성돼 황산화물과 이산화탄소, 온실가스 배출을 감축하고, 탄소 중립에 기여하는 차세대 기술이다. 벙커링 & 리퀴파이드 스토리지(Bunkering & Liquified Storage)는 전 세계적으로 우수성과 신뢰성을 인정받은 에머슨의 해양 솔루션으로, 극한의 조건에서도 화물을 효율적으로 운반할 수 있다. 검증된 벙커 측량 솔루션인 벙커링은 탱크에 석유 등 자원을 저장 후 작은 배에 선적해 수송하는 솔루션으로, 어려움 없이 LNG 비롯한 선박 인프라를 발전시킬 수 있다. 리퀴파이드 스토리지는 LNG 내에 선적된 액화가스를 재기화할 때 휘발해 손실되는 양 없이 정확히 측정한 양을 옮겨 싣기 위해 필요한 장비를 모두 제공하는 솔루션이다. 유체에서 기체로 변환해주는 상거래용 운송 측정 시스템(Custody transfer), 밸브 컨트롤(Valve control), 유류 재고관리기능(TLG, Tank Level Gauge)이 솔루션 내에 포함돼, 각각의 장비를 별도로 구입할 필요 없이 모든 카테고리를 통합 솔루션으로 제공하는 것이 특징이다.
한국에머슨 충첸화이 대표는 “에머슨의 주요 산업에서 해양 산업이 중요한 축을 담당하고 있으며, 코로나19로 인한 투자심리 위축으로 작년 시장이 침체를 보였으나, 올해 해상물동량이 2019년 수준으로 회복될 것으로 전망되면서 전년 대비 큰 폭으로 개선세를 보일 것으로 기대되기 때문에 참가하게 되었다.”며 “특히 이에 따른 선박 발주가 증가함과 동시에 저탄소 기반 에너지 전환 가속화 추세에 따라 친환경 선박 수요 또한 증가하고 있는데, 정부는 친환경선박을 미래 유망 품목으로 육성하겠다는 개발 방향을 공개했다. 이에 에머슨이 오프쇼어링과 온쇼어링을 아우르며 선도하고 있는 솔루션이 업계에 보다 확산될 수 있는 기회의 장을 마련하기 위해 이번 코마린에서 고객과의 지속적인 커뮤니케이션으로 친환경 솔루션 및 디지털 트랜스포메이션 솔루션에 대한 에머슨의 전체 포트폴리오를 제공하였다.”고 전했다.

키사이트, 구글 클라우드 파트너 이니셔티브에 합류

클라우드 중심의 5G 에코시스템을 통해 무선 액세스 네트워크 에지에서 코어까지 소프트웨어 중심 인프라 연결 지원

키사이트테크놀로지스가 네트워크 에지에서 혁신적인 5G 서비스를 빠르게 조합할 수 있도록 지원하기 위해 구글 클라우드의  파트너 이니셔티브에 합류한다고 발표했다.
점점 더 많은 이동통신 사업자들이 클라우드 및 에지 컴퓨팅을 활용하여 운영 효율을 최적화하면서 네트워크 에지에 고속, 초저지연 보안 연결을 제공하고 있다. 키사이트는 클라우드 중심 5G 에코시스템이 무선 액세스 네트워크(RAN) 에지부터 코어까지 소프트웨어 중심 인프라를 연결할 수 있도록 지원하기 위해 구글 클라우드의 파트너 이니셔티브에 합류한다.
키사이트의 오퍼레이터 솔루션 그룹 부사장인 스캇 브라이든(Scott Bryden)은 “키사이트는 구글 클라우드 파트너로서 서비스 제공 업체들이 스트리밍 미디어, 클라우드 게임, 커넥티드 차량, 사설 무선 네트워크 및 몰입형 경험 등, 고급 애플리케이션과 사용 사례를 제공하는 데 필요한 클라우드 및 에지 컴퓨팅으로 전환할 수 있도록 지원하고 있다”며, “키사이트 유무선 기술 솔루션을 통해 하이퍼스케일러와 이동통신 사업자들은 폭넓은 사용 사례와 요건 및 애플리케이션을 지원하는 단일화된 이기종 네트워크를 구축할 수 있다”고 언급했다.
통신 업체들은 현재 네트워크와 애플리케이션 운영을 컨테이너 기반의 클라우드 네이티브 솔루션으로 마이그레이션하고 있다. 개방형 표준 인터페이스와 함께 COTS(Commercial Off-The-Shelf) 하드웨어를 사용한 독립형(SA) 모드에서의 5G 배포는 가상화 RAN 아키텍처와 네트워크 슬라이싱 기술을 가속화하고 있다. 이 디지털 혁신은 데이터가 수집되고 소비되는 곳 가까이에서 실시간으로 데이터를 처리해 네트워크 에지에서의 혁신을 주도하고 있다.
구글 클라우드 전략적 파트너십 부문 글로벌 책임자인 탄야 라야(Tanuj Raja)는 “네트워크 에지에서 사업을 운영하는 기업들에게 클라우드 기능과 애플리케이션에 대한 짧은 대기 시간 액세스는 점점 더 중요해지고 있다”고 강조하면서, “키사이트와 협력해서 통신 서비스 제공 업체들이 클라우드 네이티브 5G를 빠르고 비용 효율적으로 구축해, 궁극적으로 에지에서 고객의 연결성을 높일 수 있도록 돕고 있다”고 덧붙였다.
키사이트는 3GPP 및 O-RAN 사양을 준수하는 동시에 조기 설계, 시스템 상호운용성과 성능, 네트워크 및 엔드 포인트 보안을 검증하는 폭넓은 솔루션을 제공한다. 클라우드 중심 생태계는 공통 하드웨어와 소프트웨어 플랫폼을 토대로 구축된 키사이트의 종합적인 솔루션 포트폴리오를 활용하여 멀티 액세스 에지 컴퓨팅(MEC), 네트워크 기능 가상화(NFV) 및 인공지능(AI) 기술의 배포 속도를 높일 수 있다. 따라서, 이동통신 사업자들은 네트워크 에지에서 자신감을 가지고, 혁신적인 무선 연결 서비스를 조합할 수 있다.

슈나이더 일렉트릭, 두바이 버밍엄 대학교에
친환경 데이터센터 구축
클라우드 기반 기술을 통해 에너지 사용 최적화, 사이버 보안 강화 및 원격 관리 서비스 제공

에너지 관리 및 자동화 분야의 디지털 혁신을 선도하고 있는 글로벌 기업 슈나이더 일렉트릭(www.se.com/kr/ko/, 한국지사 대표 김경록)이 두바이 버밍엄 대학교(University of Birmingham Dubai)에 친환경 데이터센터를 구축했다고 지난 10월 5일 밝혔다.
데이터센터는 슈나이더 일렉트릭의 기술을 기반으로 구축됐고, 미국 시스템 통합 업체 CDW가 실행했다. 그 결과, 버밍엄 대학교의 영국 캠퍼스와 연결된 이 데이터센터는 두 캠퍼스 간의 신속한 데이터 교환을 가능하게 하고, 최대 에너지의 15%를 절약할 수 있게 됐다.
버밍엄 두바이 대학의 새로운 시설은 혁신적인 교육을 제공할 수 있는 기술을 갖춘 스마트 캠퍼스이다. 학생과 교수진은 차세대 무선 연결 기술인 WiFi6를 활용해 본 캠퍼스와 해외에 위치한 영국 캠퍼스와 학습 및 연구를 지원한다.
슈나이더 일렉트릭의 기술은 하드웨어와 소프트웨어 모두에 적용된다. 이는 연결된 부하에 대한 전원 관리뿐만 아니라, 전력 사용의 실시간 원격 모니터링을 위한 Rack PDU를 포함한다. 무정전 전원공급장치(UPS)는 갑작스러운 전력 손실 시 배터리 백업 전원을 제공하며, Easy Rack 마운트는 데이터 센터의 설계와 유지관리를 단순화한다.
또한, 슈나이더 일렉트릭의 에코스트럭처IT(EcoStruxure IT) 소프트웨어는 데이터센터의 운영을 개선하기 위한 수많은 기능을 제공한다. 이 소프트웨어는 현장 또는 원격으로 서버, 냉각 및 전기 장비 전반에서 에너지 사용을 모니터링, 관리 및 최적화한다. 소프트웨어에 내장된 사이버 보안 기능은 데이터센터 내의 모든 장치에 대한 취약성 평가를 실행해 보안 침해 위험을 줄인다.
버밍엄 두바이 대학 학장인 데이비드 새들러(David Sadler) 교수는 “우리의 새 건물은 ‘스마트 캠퍼스’로 설계되었으며, 혁신적이고 다문화적인 교육과 학습을 가능하게 하는 유연한 첨단 기술을 적용한 곳이다. 학교는 학생들에게 새로운 교육 경험을 제공하고, 미래에도 대비할 수 있는 데이터센터를 설립하려는 목표를 갖고 있다”며 “이 데이터센터는 성능, 효율성 그리고 미래를 생각한 지속가능성을 고려했을 때 우리가 IT 시스템을 구축하는 플랫폼이 되어줄 것이다. 우리는 슈나이더 일렉트릭, CDW과 협력해 교직원 및 학생들에게 캠퍼스 경험을 향상시킬 우수한 기술 플랫폼을 제공하게 돼 기쁘다”고 전했다.
한편, 슈나이더 일렉트릭은 에퀴닉스(Equinix), 휴렛 팩커드(hp), 디지털 리얼티(Digital Reality) 등 글로벌 데이터센터에 자사 솔루션을 공급했다. 특히 휴렛 팩커드(hp)는 슈나이더 일렉트릭과의 협업으로 2015년 2020GHG 감소 목표를 달성했으며, 매년 340,000톤 이상의 이산화탄소 배출량이 감소하고 있다.

냉난방공조산업 발전 유공자
14명에 정부 포상

한국냉동공조산업협회(회장 강성희)는 국내 냉난방공조산업 발전 및 기술개발, 신시장 개척에 기여한 산업 유공자 14명에게 정부 포상한다고 밝혔다.
이번 정부 포상 대상은 대통령 표창 1명, 국무총리 표창 1명, 산업통상자원부장관 표창 7명, 중소벤처기업부장관 표창 5명 등 총 14명이다. 시상식은 지난 10월 19일 한국산업대전 개막식에서 코로나19를 고려해 일부 수상자만 참석한 가운데 진행되었다.
올해 대통령표창은 김태수 ㈜세기 대표가 수상했고, 국무총리 표창은 홍창우 ㈜삼천리이에스 전무가 받았다. 대통령표창을 수상한 세기 김태수 대표는 1994년부터 수입에 의존하던 군용 냉난방기를 국산화해 수입 대체(900억 원) 효과는 물론 천마사업, 천궁사업, 차기전투장갑차, 중고도 무인항공기 등의 첨단 에어 공기조절기 등을 안정적으로 공급하며, 군 현대화에 기여한 공로를 인정받았다. 또한 민수부문에서는 4G용 통신장비용 냉방기(특허 10-1685580)를 비롯해 가변용량 냉방기(Variable Capacity Control - Air Conditioner) 등 통신장비용 냉방기를 개발해 에너지 절감 및 환경보호에 기여했다.
국무총리표창을 받은 삼천리이에스 홍창우 전무는 전기를 사용하지 않고 가스엔진으로 구동하는 친환경, 고효율 가스히트펌프(GHP) 보급 확대와 응용 공조(산업, 크린룸, 복합) 시스템 적용 등으로 전력 피크 감소와 국내 기술개발 촉진에 기여한 공로를 인정받았다. 또한 분산형 전원 및 신재생에너지 보급 확대로 국가 에너지 수요 균형에도 일조했다. 이어 산업통상자원부 장관상은 캐리어냉장 고종원 전무, 귀뚜라미범양냉방 나준용 수석, LG전자 남상철 실장, 에스케이에이 김기홍 대표, 경안써머텍 엄상수 대표, 센추리 옥진구 부장, 국민대학교 장영수 교수 등 7명이 수상했다.

국내 최고 모션 컨트롤 기업 모벤시스,
포토메카닉 인수

국내 최고 모션 컨트롤 기업인 모벤시스(대표 박평원www.movensys.com)가 반진동(Anti Vibration System) 기술 전문기업 포토메카닉(대표 김종수 ww.photomechanic.co.kr)을 인수해 기술 경쟁력을 한 단계 업그레이드하고, 시장을 확대해 나갈 계획이라고 지난 10월 19일 밝혔다.
모벤시스는 세계 최초로 순수하게 소프트웨어만으로 공장의 장비를 제어하는 모션 컨트롤 시스템(Motion Control System)을 개발한 소프트모션앤로보틱스가 올해 초 변경한 새로운 이름이다. 포토메카닉은 모터 기반의 생산 및 검사 장비에 적용되는 신호 측정 및 분석을 전문으로 하는 기업으로 반도체, 디스플레이, LED 생산 및 검사장비에서 발생하는 진동을 최소화하는 소프트웨어 기반의 통합 솔루션인 AVS(Anti Vibration System)를 세계 최초로 개발, 보유하고 있다.
모벤시스는 국내에서 유일하게 100% 소프트웨어로 설계된 독자적인 모션 컨트롤 기술인 ‘소프트모션’과 자체 개발한 소프트웨어 타입의 필드버스 통신 기술인 ‘소프트마스터’ 기술을 보유하고 있으며, EtherCAT 소프트마스터가 탑재된 소프트 모션 컨트롤러인 ‘WMX’(Windows based Motion control for eXpert)가 핵심 제품이다.
이미 국내외 최고의 반도체 관련 기업들에 솔루션을 공급하면서 글로벌 시장에서도 기술력을 인정받고 있으며, 앞으로 디스플레이, AGV(Automated Guided Vehicle, 무인 운반 로봇), 물류 시스템 등의 분야로 확대해 나가면서 대만, 중국, 미국 등 글로벌 시장으로도 사업을 확장해 나갈 계획이다.
모벤시스는 스마트 팩토리에서의 산업 자동화를 위해 모션 제어 솔루션이 활용될 수 있는 다앙한 솔루션을 지속적으로 연구개발하고 있으며, 반진동 기술의 독자적인 원천기술을 보유한 포토메카닉을 인수하면서 WMX를 한 단계 더 업그레이드하고, 시장에서의 차별화를 확보하게 됐다.
양사는 획기적으로 진동을 줄일 수 있는 포토메카닉의 반진동 기술을 WMX 특유의 개방성과 호환성을 통해 쉽게 사용할 수 있도록 해, 설비의 진동 이슈로 어려움을 겪는 많은 기업들에게 확실한 해결책을 제시할 계획이다.
모벤시스의 박평원 대표는 “양사의 기술이 결합되면 궁극적으로 기업의 제조 품질을 개선시키고, 더 나아가 설비의 수명을 연장시키며, 잔류 진동 개선을 통해 제품 생산 필요시간(Takt time, 제품 1개 생산에 필요한 시간) 단축에도 도움이 될 것”이라고 말했다.