로봇기술은 초창기부터 현재까지 로봇 팔과 이동 로봇(모바일 로봇)을 양축으로 발전해오고 있다. 이 두 가지 플랫폼에 모션제어 기술, 고속 네트워크 기술, 휴먼 인터페이스 기술 등이 축적됐으며, 최근에는 인공지능, VR, 사물인터넷 등, 통칭하여 ICT 기술이 융·복합되고 있다. 로봇산업의 태동과 발전 1960년대에 미국에서 산업용 로봇 팔과 연구용 이동 로봇(모바일 로봇)으로 시작된 로봇기술은 1970년 말에 일본에서 로봇 팔의 구동에 전기식 서보 모터를 적용하면서 본격적인 상용화의 길을 걷기 시작했다. 1980년대에 로봇 기구부의 성능이 더욱 개선되는 한편, 제어기(컨트롤러)의 성능도 비약적으로 발전하여 일본, EU를 중심으로 로봇회사의 매출 규모도 커졌다. 한국에서도 1980년부터 KAIST에서 로봇 팔의 기초연구를 시작했으며, 1980년대 중반부터는 대우중공업, 현대중공업 등에서 자체개발과 해외기술 제휴로 로봇사업을 시작했다. 그리고 1990년대부터는 국내외 로봇을 자동차 용접과 핸들링, 전자부품 조립에 본격적으로 적용하기에 이른다. 우리 정부는 2004년부터 지능형 로봇을 차세대 성장동력산업으로 지정했으며, 2008년에 로봇특별법을 제정하
[헬로티] 구글은 지난 몇년에 걸쳐 자사 데이터센터에 최적화된 반도체 기술을 강화하는데 적극적인 모습을 보였다. 구글 서비스에 최적화된 서버를 넘어 구글 서비스에 최적화된, 이른바 커스텀(custom) 칩도 직접 만들기 위한 행보다. 물론 밖에다 팔려고 하는건 아니다. 자체 용도로 쓰는데 초점이 맞춰져 있다. 이를 위해 구글은 칩 디자니너들을 뽑는 것은 물론 멀티코어 프로세서 프로그래밍 툴을 주특기로하는 스타트업들도 인수하고 있다. 2010년 P.A.세미 출신들이 세운 베일속의 스타트업 인수도 반도체 역량 강화 전략 일환이다. P.A. 세미는 애플이 아이폰칩 디자인을 위해 2008년 인수한 회사다. 반도체를 향한 구글의 행보는 지난해 더욱 두드러졌다. 지난해 2월 구글은 서버들을 대규모 네트워크에 연결하는 네트워크 인터페이스 카드용 프로세서를 개발했다고 밝혔다. 몇개월 후 열린 구글 I/O 개발자 컨퍼런스에서도 자체 칩과 관련한 발표가 이어졌다. 커스텀 칩을 향한 구글의 행보는 계속되고 있다. 더레지스터 등 외신들에 따르면 최근 공개된 구글 인프라 디자인 소개 자료에는 구글이 하드웨어 보안 칩도 개조해 쓰고 있다는 사실이 포함됐다. 용도는 서버안에 있는 기기
LED 조명을 제어하는데는 여러 가지 방법이 있다. 모든 애플리케이션이 다르고 LED 드라이버는 적절한 매개 변수를 선택해 효율성과 신뢰성을 제공할 수 있다. 기술 발전에 따라 우리는 효율, 스위칭 주파수, 부품수 등의 측면에서 트레이드 오프없이 전력 소비를 최소화 할 수 있는 보다 우수한 LED 드라이버 애플리케이션을 보게 될 것이다. 적절한 발광 다이오드 드라이버는 에너지 효율적인 시스템을 보다 유연하게 설계할 수 있다. 발광 다이오드(LED)는 전류가 반도체 재료를 통과할 때 빛을 방출하는 반도체 소자다. 그러나 LED가 최상의 성능을 발휘하려면 더 나은 효율성, 신뢰성 및 수명을 제공하기 위해 LED 드라이버의 도움이 필요하다. LED 드라이버는 온도에 따라 변하는 LED의 순방향 전압(VF)을 조절하고 열 폭주를 피하면서 LED에 일정한 전류를 공급함으로써 LED 손상을 방지하는 전기 장치다. LED 드라이버는 또한 새로운 에너지 요구 사항(예 : Energy Star)을 충족시키기 위한 노력을 지원한다. LED 조명 기술의 꾸준한 성장으로 반도체 시장에서 광범위한 LED 드라이버 IC 옵션이 생성됐다. 적절한 드라이버가 성공적인 응용 프로그램을 만
국내 연구진이 OLED소자 적용을 위한 은 나노와이어 기반 유연 투명 복합 전극을 개발했다. 전도성 및 투과도가 좋지만 표면 거칠기 및 외부 환경에 대한 취약점 등을 가지는 나노와이어의 특성을 개선하기 위해 IZO 박막과 PEDOT:PSS 박막을 적용해 제작됐다. 제작된 복합 전극은 전기적, 화학적, 물리적 자극에 대해 안정적인 특성을 보였으며 우수한 유연성, 투과도 및 전도성을 보였다. 복합전극을 이용해 제작된 OLED소자는 기존의 상용화된 ITO 전극 기반 소자 대비 향상된 효율을 보였다. 고려대 주병권 교수와 박영욱 연구교수연구팀이 은 나노와이어, 아연 산화물(IZO), 전도성 고분자(PEDOT:PSS)를 층층이 쌓아올려 결합한, 발광 효율과 소자 유연성이 대폭 향상된 투명 유연 디스플레이용 전극을 개발했다. 전도성 고분자는 분자량이 큰 분자로 이루어진 물질 중 전류가 비교적 잘 통하는 것으로, 휘어지고 가벼운 특징 때문에 최근 LED, 태양전지, 각종 디스플레이 등으로 개발되고 있다. 디스플레이와 각종 광전자소자의 전극용 물질로는 전도도와 투명도가 우수한 주석 산화물(ITO)을 많이 사용했다. 그러나 주석은 가격이 비싸고 고온 공정에서 제작해야 하며
레이저는 PCB 제조 분야에서 30년 이상 중요한 역할을 해왔다. 이와 동시에 전자 장치의 크기가 급격히 작아진 것은 우연의 일치가 아니다. 레이저 빔을 기계 공구보다 훨씬 작은 초점으로 맞출 수 있게 됨으로써 밀도가 높고 크기가 작은 회로를 제작할 수 있게 됐다. 또한 천공 및 경로 비트 등의 소모품을 사용하지 않게 되어 제조비용을 절감할 수 있게 됐다. 수 년간 개발된 작업용 레이저는 이산화탄소(CO2) 레이저로서 제조업체에게 다양한 활용 분야에서 신뢰성 있고 비용 효율적인 레이저를 제공해왔다. PCB 제조 과정 가운데 가장 눈에 띄는 레이저 공정은 비아 천공(via drilling)이라고 하는 공정으로, 구리 기판에 전기적으로 절연된 유전체 레이어를 통해 레이저로 구멍을 뚫는 과정이다. 일반적으로 기판이 손상되지 않은 경우라면 해당 구멍을 블라인드 비아(blind via)라고 한다. 구멍을 뚫게 되면 관통 비아(through via)가 된다. 지름이 150μm 정도인 매우 작은 구멍을 보통 마이크로 바이어스(microvias)라고 한다. 구리 도금 공정을 충분히 수행한 후, 유전체 레이어를 통한 전기적 상호 연결이 형성된다. 이러한 바이어스를 다양
[중소기업 위한 스마트공장(9)] 현대 사회는 지식으로 먹고살 수 있는가? 한국 사회에서는 이것이 참 쉽지 않다. 물론, 지식에 대한 정의에 따라 다를 수 있겠으나, 지식 경영 패러다임이 벌써 지나간 지 20여 년 되므로 구태여 언급할 필요는 없을 것 같다. 단지, 지식 경영의 성공 요소가 참여와 보상인데, 이 관점에서 지식 경영이 한국의 현대 사회에서 성공적이었는지 미래를 위해 한번 짚어 보도록 하자. 대기업들이 경제를 이끌던 시절, 지식 경영 패러다임으로 지식을 암묵지에서 형식지로 이끌어 내는 노력을 많이 했다. 즉, 잠재된 능력과 지식을 끄집어내는 데 주력했다는 것이다. 매주 제안을 강제로 내게 했고 채택되면 볼펜 또는 5천원 정도 보상하는 것으로 마무리되었다. 왜 사람들은 억지로 아이디어를 내야만 했을까. 열심히 하면 성공하는 시대는 저물고! 대기업은 양적 팽창을 통해 할 일이 참 많았다. 대량 생산이라는 대기업들의 경영 패러다임은 해외로 진출하면서 원가 절감까지 도모했다. 해외 진출로 제품 개발과 양산 공장 사이에 프로세스 단절까지 생기면서 일은 더욱 바빠졌다. 경영전략 차원에서는 미래 먹거리 발굴 차원에서도 아이디어를 도출하여 신상품과 신가치를 담
[헬로티] 스마트폰을 넘어 자율주행차나 웨어러블 기기 등에서 데이터를 수집하는 센서는 없어서는 안될 핵심 부품으로 자리를 굳혔다. 센서의 적용 범위는 점점 확산되는 추세다. 최근 막을 내린 소비자가전전시회(CES)에서도 센서 기술로 무장한 시스템들이 많은 관심을 끌었다. 최근들어 센서는 점점 소형화되고 가격도 빠르게 하락하고 있다. 센서 응용 분야가 더욱 확대될 것임을 예고하는 대목이다. 여기저기에 센서들이 깔리면서 엔지니어들 입장에선 흩허져 있는 센서들을 통합해야할 필요성도 커졌다. 센서에서 확보된 데이터는 프로세서로 전송되고, 소프트웨어가 이를 활용하는 결과를 뽑아내는 과정을 거친다. 배터리를 많이 소모하거나 발열이 크지 않아야 하는 만큼, 이같은 과정은 개발자들에게 만만치 않은 작업일 수있다. 엔지니어들은 그동안 이같은 문제를 해결하기 위해 복수의 인터페이스를 사용해왔다. 파편화는 피할 수 없는 현실이었다. 파편화는 기기 안에 핀 숫자가 늘어나는 결과로 이어졌고 이것은 결국 복잡성 및 비용 상승의 원인이 됐다는 지적이다. 이런 가운데 MIPI얼라이선스라는 비영리 단체가 다양한 센서 기술과 프로세서를 연결하는 인터페이스 기술 개발을 청사진으로 내걸고 활동
교통시스템은 입력 전압이 최대 14V나(단일 배터리 자동차) 28V나(듀얼 배터리 트럭, 버스, 항공기) 혹은 그 이상까지 이를 수 있으며 디지털 시스템을 구동하기 위해서는 하나 이상의 저전압 레일을 필요로 한다. 이러한 시스템을 설계하는 디자이너는 높은 입력 전압을 어떻게 간단하고, 효율적이고, 신뢰할 수 있게 스텝다운 할 것인지 이해해야 한다. 그림 1은 자동차 환경에서 입력 전압이 동작 조건에 따라서 어떻게 변동적인지 보여준다. 부하 덤프와 콜드 크랭크 뿐만 아니라 역 배터리 조건까지도 처리할 수 있어야 한다. ▲ 그림 1. 자동차 트랜션트 예 자신의 애플리케이션에서 아주 높은 전력 변환 효율을 필요로 할 때는(효율이 높으면 변환 과정에서 낭비되는 전력이 열로 발생되는 것을 최소화할 수 있음) 스위칭 레귤레이터 솔루션을 사용하는 것이 유리하다. 스위칭 레귤레이터는 IC 내부에 동기식 또는 비동기식 구성으로 MOSFET을 통합해 모노리딕으로 구현할 수 있다. 다른 방법으로는 단일 또는 다중 스테이지 토폴로지(다위상)로 스위칭 컨트롤러가 외부 MOSFET을 구동해서 수십 A에서부터 수백 A에 이르는 전력을 제공할 수 있다. 이러한 폭넓은 전력 범위를 지원하
곡률 반경 1.5mm 이하이고 1,000번 이상 휘어져도 작동하는 무기물 기반 트랜지스터를 국내 연구진이 개발했다. 이에 따라 돌돌 말거나 접을 수 있는 스마트 전자기기의 상용화에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 여기서, ‘곡률(Curvature)’은 선 또는 면이 구부러지거나 접히는 경우 수학적으로 그 곡선 또는 곡면이 얼마나 휘어져 있는가를 정의하는 것이다. 그리고 곡률을 계산하기 위해서는 휜 부분에 가상의 원을 그리게 되는데, 그 원의 반지름을 ‘곡률 반경(Radius of Curvature)’이라고 한다. ‘곡률이 작다’는 것은 많이 휘지 않았다는 뜻이지만, ‘곡률 반경이 작다’는 것은 많이 휘거나 접혔다는 의미이다. 이번 연구에서 말하는 곡률 반경 1.5mm란, 1.5mm의 반지름을 가진 원 크기로 기판을 접었다는 의미이다. 결국 곡률이 클수록, 즉 휘어진 정도가 클수록 곡률 반경이 작고, 휘어진 정도가 작을수록 곡률 반경이 크다. 갈라짐과 주름이 없는 박막 제작 기존의 유연 트랜지스터 채널 물질로 잘 휘어지는 반도체 고분자(Semiconducting
사물인터넷(IoT) 기반 초연결사회가 도래함에 따라 2030년에는 1조 개 이상의 사물이 서로 연결될 것으로 예상되며, 이들로부터 발생되는 정보처리의 양은 엄청나게 늘어날 것으로 예측된다. 최근 반도체 소자의 미세화 기술로 인해 성능이 꾸준히 향상되고 소모 전력도 감소됐지만, 이러한 추세의 기술 개발 속도로는 미래에 폭증할 정보 처리량과 에너지를 감당할 수 없어 새로운 소자 및 아키텍처 기술이 필요한 상황이다. 3진법을 이해하는 다치논리 컴퓨터 최근 회로 구동 시 소모되는 전력을 줄이고 대용량 정보처리를 위해 다치논리회로와 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다. 여기서 다치논리회로란, ‘0’과 ‘1’을 사용하는 기존 2진법 체계를 넘어서 ‘0’, ‘1’, ‘2’와 같이 3개 이상의 논리 상태를 표현할 수 있는 회로를 말한다. ‘0’과 ‘1’을 사용하는 기존의 2진법 기반 컴퓨터는 대용량 정보처리를 위해 수많은 소자와 배선이 집적돼야 하기 때문에 전력소모와 발열량이 매우 크다. 그러나 절대적인 컴퓨터 작동원리로 여
국내 연구진은 무인 자율주행 자동차의 핵심 기술 중 하나인 ‘고성능 프로세서’를 개발하는 데 성공했다. 프로세서 기술은 무인차의 센서, 레이더 등과 더불어 가장 중요한 기술로서 센서가 모아준 데이터를 분석 및 처리하는 역할을 한다. 고성능 자율주행을 위한 ‘알데바란 프로세서’ 최근 자동차 및 IT 업계가 자율주행 등 고속 연산이 필요한 신기술 개발에 초점을 맞추면서, 자율주행 및 지능정보 처리 전용의 핵심 프로세서 시장이 폭발적으로 성장하고 있다. 이와 관련, ETRI(한국전자통신연구원)에서는 고성능 자율주행 프로세서인 ‘알데바란(Aldebaran) 프로세서’를 개발했다. 알데바란 프로세서는 ETRI가 순수 국내 기술로 자체 개발한 고성능 프로세서로서 4개의 슈퍼스칼라 프로세서와 인식 엔진을 집적하고 ISO 26262의 기능안전성(Functional Safety) 사양을 모두 만족시키는 자율주행 자동차용 프로세서이다. 알데바란이라는 프로세서의 명칭은 1등성 별의 이름에서 가져온 것이다. 자동차에 장착되는 전자부품의 복잡도가 심화되고, 전자시스템의 탑재 수량이 지속적으로 늘어나면서, 자동차는 이제
FPGA 시장 수요는 잠재적으로 다양한 애플리케이션 영역에서 장치의 소형화로 인해 증가하고 있다. 이 시장은 2014년에서 2020년까지 연평균 9.8%의 성장률을 보일 것으로 예측되는 가운데, 퀵로직의 eFPGA 라이센스 발표가 이 시장에 어떤 영향을 미칠지 주목된다. CPU가 독점하고 있던 서버용 연산 장치 시장에 FPGA와 GPU 등의 도전이 거세다. FPGA는 Field Programmable Gate Arrays의 약자다. 현장에서 프로그래밍이 가능한 반도체라는 뜻으로 ASIC(주문형 반도체)와 CPU의 중간에 위치해 있다. 유연성은 CPU, FPGA, ASIC 순이다. ASIC은 반도체 업체에서 특정한 용도에 맞춰 설계가 끝난 후 출하되는 제품이다. 출하가 끝난 제품은 추후에 설계 변경을 할 수 없다. 규정된 기능만 수행할 수 있다. 반대로 FPGA는 제조가 끝난 제품도 고객이 설계 변경을 할 수 있다. 시장조사기관인 grandviewresearch에 따르면, 글로벌 FPGA 산업은 2020년까지 9억 8,850만 달러의 매출을 기록할 것으로 전망됐다. 페블, 스마트폰과 같은 스마트 디바이스에 대한 수요 증가로 인한 가전 업계의 성장은 FPGA 시
언론을 통해 보도된 대부분의 자동차 보안 관련 기사들은 자동차 절도나 엔진 제어의 탈취에 관한 것이었다. 이러한 뉴스에서는 뛰어난 안전성을 지닌 자동차 시스템의 설계를 위해 약간의 수정사항들을 제시했지만, 새로운 위험 요소들이 등장하면서 리스크도 높아졌다. 자동차의 컴퓨팅 성능은 2015년에서 2020년까지 10배 증가할 것으로 전망되고 있으며, 해커들은 자동차에 침입하고 무선으로 제동 장치의 기능을 제어하는 더욱 교묘한 방법을 찾아내고 있다. 안전한 자동차의 설계에 따른 몇 가지 과제와 이를 해결하는 방법에 대해 살펴보도록 하겠다. 보안 업계에선 시스템의 공격 노출 면적에 대한 논의가 이루어지고 있다. 공격 노출 면적이 작을수록 해커들이 침입할 수 있는 기회가 적어진다는 것이고, 이와 반대로 공격 면적이 넓다는 것은 해커들에게 더 많은 기회가 존재함을 의미한다. 과거에 해커들이 유일하게 침입할 수 있었던 방법은 자동차 내 전선 장치를 공격해서 전자제어장치(ECU) 사이에 전달되는 메시지에 끼어든 다음, 자동차를 하이재킹하기 위한 자신의 메시지를 작성하는 것이었다. 예를 들어, 범죄자가 전선이 놓여진 지점을 알고 차량 바닥에 구멍을 뚫고 탐침자를 전선에 연결
퀀텀닷 패터닝 기술 개발로 고해상도, 대규모 양자점 화소 제작 가능 고성능 디스플레이 경쟁이 뜨거운 가운데, 퀀텀닷(QD: Quantum Dot, 양자점)은 다양하고 순도 높은 빛을 발광하며, 세밀한 색상 표현이 가능하고 높은 색 재현율과 뛰어난 광 변환 효율을 갖고 있어 차세대 디스플레이 소재로 주목받고 있다. 국내 연구진은 최근 새로운 양자점 패터닝 기술로 대규모 고해상도 퀀텀닷 장치 제작에 실용적이고 비용이 적게 드는 방법을 제시했다. 퀀텀닷이란, 수 나노미터(nm) 크기의 반도체 입자로서, 그 크기에 따라 방출할 수 있는 빛의 파장이 양자 구속 효과에 의해 결정되는 물질이다. 발광파장에 맞춰 분자구조를 일일이 합성해야 하는 유기물과 달리, 입자의 크기에 의해 방출 파장이 결정되므로 개발 단가가 적고 색 순도가 높다는 특징을 갖고 있어 색 재현율이 중요한 디스플레이 소자에서 활용 가능성이 높아 각광받고 있다. 그리고 광 변환 효율도 높아 태양전지나 광 감지 소자 등에서의 응용에 대한 연구들이 진행되고 있다. 전자소자에서 이러한 특징을 가진 입자를 활용하려면, 전자소자 내부에 퀀텀닷 패턴을 형성하는 기술이 필요하다. 유기발광다이오드(OLED)에서는 발광유
오늘날의 자동차에서 첨단운전자지원시스템(ADAS)을 탑재하고 자율주행차로 이행하는 데에는 여러 단계가 있다. 자동차 업계는 이미 첫 번째 단계인 부분적 자율 주행에 도달했지만, 완전 자율주행차는 2025년 이후나 돼야 가능할 것으로 예상된다. 적응형 순항 제어(ACC), 자동 제동 및 주차 지원과 같은 기능들이 이미 탑재되고 있지만, 완전 자율주행차 구현을 위해서는 많은 기술적 혁신 뿐만 아니라 적합한 법제도 환경 조성을 필요로 한다. 이 글은 반도체 관점에서 완전 자율주행차 구현에 필요한 여러 단계들을 설명하고, 관련된 시스템 요구사항과 커넥티드 차량의 보안 측면을 함께 살펴볼 것이다. 국제자동차공학회(SAE)는 차량 자율주행을 6단계로 구분하고 있다. 독일 자동차산업협회(VDA)는 유사한 분류를 정의하고 있으며, 이 밖에 차량의 자율주행 단계에 대한 다른 정의들도 광범위하게 시행되고 있다. 예를 들어 미국의 도로교통안전국(NHTSA)에서는 6가지 분류 대신 5가지 단계로 구분한다. 모든 운전 기능을 운전자가 수행하는 차량으로부터 완전히 자동적으로 운전하는 시스템까지 일련의 발전은 각각의 자율주행 레벨에 따라 단계별로 실현된다(그림 1). SAE에 따르면,