새로운 세기는 과학에 의해 주조되고, 기술에 의해 모양이 형성되며, 지식에 의해 움직이게 될 것이다. 한 기업이나 한 국가의 경쟁력은, 더 일찍(Earlier), 더 좋은(Better), 더 싸게(Cheaper) 팔 수 있는(Marketable), 소위 EBCM 기술에 의해 결정될 것이며, 이는 각 연구 분야에서 원천적 지식의 확보를 바탕으로 한 기술 창출을 통해서만 가능할 것이다. 한국전자통신연구원 원천기술연구본부는 사회와 문화 전반에 걸쳐 지대한 변화와 비약적인 발전의 원동력이 되고 있는 정보통신기술분야에서 차세대 정보통신 시스템 구현을 위하여 통신, 교환, 정보, 컴퓨터, 반도체, 전파, 방송, 이동, 위성, 부품 등의 모든 분야에서 새로운 개념과 지평을 제시하고, 파급효과가 큰 혁신적인 원천기술들을 확보하며, 기술교류와 선도의 중심역할을 수행하기 위한 노력을 경주하고 있다. 본 부서는 정보통신분야의 기초연구를 담당하기 위하여 1988년 당시 한국전자통신연구소 기초기술연구부로 출범하였으며, 금년 5월 한국전자통신연구원 본원의 본부로 승격 개편된 이후, 연구주제의 원천성과 합목적성, 연구결과의 투명성 및 관리자와 연구자의 도덕성을 지향함으로써 그 면모를 일신하고 있다. 현재 본부에는 60여명의 일반 정직원, 15여명의 초빙연구원 및 박사후연구원, 국내 유수의 대학원에 재학 중인 35여명의 위촉연구원들이 연구활동하고 있으며, 그 외에도 한국전자통신연구원 산하 각 연구소에서 차출된 전문가들이 본 부서가 주관하고 있는 종합적인 미래기획연구에 참여하고 있다. 원천기술연구본부는 9개의 연구팀과 1개의 사업지원팀으로 분류되어 있으며 각 연구팀의 세부적인 연구내용은 다음과 같다.
유선통신기반기술연구팀
유선통신기반기술연구팀에서는 차세대 대용량 멀티미디어 서비스를 위한 초고속 정보통신망의 등장에 대비하여 궁극적으로 빛과 실리카 광섬유의 물리적 특성을 최대로 이용하는 수십 테라비트급 이상의 대용량 광전송 및 초고속 광가입자망에 필요한 독창적인 초고속 대용량 광신호 처리 및 검출, 증폭, 전송 관련 핵심 원천 기술에 대한 연구를 수행하고 있다. 현재 특수 광섬유 재료에서부터 광섬유를 이용한 광섬유 레이저, 광증폭기, 비선형 완전 광 스위치, 파장변환, 동기신호재생, 광신호변환 등의 광 기능 소자와 대용량 광전송 관련 기초 기술을 중점적으로 연구하고 있다. 대표적인 연구결과로는 SCI 등재저널을 비롯하여 국내외 학술지 및 학회발표, 국제 및 국내 특허들이 수십 건 확보되었으며, 초단 광 펄스 생성용 광섬유 레이저와 고속 완전광 역다중기용 광섬유 스위치 등의 일부 기술은 현재 기술이전이 고려되고 있는 중이다. 앞으로 고밀도 대용량 파장분할다중 광전송과 초고속 광신호처리 분야의 원천 기술 확보에 대한 연구 노력이 계속 될 전망이다.
무선통신기반기술연구팀
본 연구팀에서는 고온초전도 에피택셜 박막(YBa2Cu3O7-x)을 이용하여 이동통신(IMT-2000)을 겨냥한 필터 서브-시스템과 차세대 통신시스템용 고감도·고성능 밀리미터파 송·수신기의 핵심부품인 밀리미터파 조셉슨 집적소자를 개발하고 있다. 초전도 광전공학 및 초고속·초전도 디지털 소자용 조셉슨 접합소자와 단일자속 양자회로 구현기술을 확보하기 위하여, 조셉슨 집적소자의 밀리미터파 자발방출 측정시스템의 일부를 국산화하였으며, 고온초전도 자리옮김 레지스터도 개발하고 있다. 테라헤르츠-광전공학분야의 연구에서는 광전 샘플링 시스템을 이용하는 서브피코초 펄스 측정하는 기술을 구축하였다. 밀리미터파 신호를 생성·검출하기 위하여, 고속·고주파 반도체 소자와 헤테로다이닝 및 광믹싱 기법을 이용하고 있으며, GaAs 및 InP계 광전도 스위치 소자를 제작하여 테라헤르츠파를 생성·검출하는 기법과 초고속 분광학에의 응용연구도 수행하고 있다. 특히 본 팀은 200 GHz 이상의 밀리리터파 신호 검출을 위하여 광섬유를 이용한 고감도 근접장 주사 탐침을 처음으로 개발하여 밀리미터파-광전자 공학기술을 발전시켰다. 아울러 유전체 박막형 마이크로파 통신부품 개발연구에서는 강유전체 에피박막 및 피로현상이 거의 없는 PZT/SBTO 박막을 성장하여 유전이완 및 극저주파 이완특성 등을 연구하고 있다.
정보이론응용연구팀
정보처리관련 인식기술은 폰 노이만 식의 컴퓨팅에서 출발하여 1970년대 학습기능이 있는 인공신경망의 발전과 함께 여러 알고리즘이 제안되어 차 번호판, 우편번호, 팩스문자 인식 등에 이용되고 있으나, 필기체 인식이나 여러 물체가 있는 배경 등의 사물합성 및 분리 문제는 해결하지 못하고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 신경소자들의 집단적 역학이 보이는 패턴들을 이용한 코딩 방법 등이 제안되었으며, 본 연구팀에서는 생체 신경소자의 활동 모델에서 선택적 주의(selective attention) 메카니즘을 규명하였다. 정보처리의 알고리즘으로서 진화 연산은 유전학과 진화를 모델로 한 병렬계산 방법으로 차세대 초병렬 컴퓨터의 계산능력을 최대한 활용할 수 있는 기술이다. 본 연구팀에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 이진위상 홀로그램 설계시 요구되는 최적화 문제를 해결하였다. 생체에서 발생하는 생체 신호인 뇌파를 이용하여 사용자의 편리를 위한 인터페이스 기술이 본 연구팀에서 수행되어 16초 동안의 인간 뇌파에 시간-주파수 분석을 적용하여 긍부정 감성상태를 70 %의 확률로 분별하였다. 현재까지의 연구결과를 토대로 본 연구팀은 실감지능형 자동정보처리 시스템을 목표로 하여 자동 지능형 영상처리 기술, 뇌파 인터페이스 기술, 광-생체 상호작용에 기반한 생체신호 측정 및 처리 기술에 관한 핵심 연구와 차세대 실감이동통신의 핵심원천 기술로서 고속정보처리 시스템에 유용한 채널 부호화 기술 연구를 수행할 계획이다.
전자소재/소자연구팀
본 연구팀에서는 미래 정보통신 시스템의 대용량/초고속성을 성취하기 위하여, 반도체 메모리의 테라급 집적을 목표로 그 기본이 되는 단위 전자소자의 초고집적성, 초고속성, 다기능성, 및 저전력성의 특성을 양자효과를 이용하여 구현하고자 한다. 이를 위하여 수 나노미터 정도 크기의 반도체 초미세구조의 제작과 그 양자역학적 전기적 특성을 규명하며, 이어서 양자효과를 극대화하고 유용화 하는데 필요한 반도체 초미세구조의 제작공정 확립과 그 양자 전자 수송 특성의 소자화에 대한 기초 연구를 수행하고 있다. 이 기초연구의 대표적인 연구결과로는, 단전자 관통 어레이 구조에서 전자의 수송 특성 규명, 초전도체로 이루어진 단전자 관통 구조에서 특성별 전자수송 규명, 금속의 양자점을 통한 상온 단전자 관통현상 검증, 표면화학 공정을 이용한 실리콘 초미세구조 제작, 반도체 초미세구조에서 전자의 양자회절과 공명투과 구현, 자연 응집 효과를 이용한 반도체 양자점 구조 제작과 특성 규명 등이 있다. 향후 추진계획은 수 나노급 크기의 테라비트 초고집적의 소자를 실용화하기 위하여, 핵심 요소 기술의 기초가 되는 나노급 양자전자소자 기술을 확립하는 것이다.
광소재/소자연구팀
광소재/소자팀에서는 초고속 데이터 통신을 구현하기 위해 필요한 핵심적인 테라 비트 광송수신기 모듈용 소재에 대한 연구와 고화질, 실감형 정보 표시를 위한 정보 디스플레이 소재 소자 및 영상의 입체적 처리를 위한 홀로그램 소재 및 소자에 대한 연구를 내용으로 한다. 즉, 수 기가급 파장 분할용 1.55 Ռm 대역 신개념 광원용 에피탁시 기술, 신개념 광컴퓨팅 및 광정보처리를 위한 홀로그램 핵심 기술, 분자 설계 공학을 이용한 다중 원색광 신개념 정보 디스플레이 핵심 소자 기술 등을 중점적으로 수행하며, 향후 연구 방향으로 완전 광신호 변조기의 구현을 위한 무기물 소재, 소자의 핵심 원천 기술과 실감형 정보 표시를 위한 초경량 초박막 정보 디스플레이와 입체 영상 처리가 가능한 홀로그램 구현을 위한 유기물 소재, 소자의 핵심 원천 기술을 확보하는 것을 목표로 하고 있다.
미세감지소자연구팀
미세감지소자팀은 반도체 공정기술, 특히 MEMS(MicroElectroMechanical System) 기술을 이용한 마이크로 센서 및 액튜에이터에 관한 연구를 수행하고 있다. 현재 1 Ռl/min 이하의 유량 측정이 가능한 100×100 Ռm2 크기의 고감도 마이크로 유량센서와 0.1 Ռl/min 이하의 유량제어가 가능한 1 mm3 크기의 마이크로 펌프를 개발 중이다. 마이크로 센서의 구조체는 표면 마이크로 머신 공정에 의해 제작되어 고성능, 고감도의 구동 및 감지회로와 함께 집적화될 예정이다. MEMS형 센서는 반도체 일관 공정으로 제작되어 미세화 및 재현성 특성이 우수하며 대량생산에 의해 시스템의 가격을 획기적으로 낮출 수 있는 장점이 있다. 개발될 마이크로 유량센서 및 펌프는 극미량 유체의 감지 및 미세제어가 요구되는 의료진단 및 치료용 약물전달 시스템과 유체 분석장치, 마이크로 화학 반응장치 등에의 활용이 기대된다.
미세구동소자팀
마이크로머신 기술은 21세기의 정보통신사회를 이끌어 갈 주요 핵심 기술 중의 한 분야로 예측되고 있으며, 특히 마이크로 구동기술을 이용하여 각속도를 측정할 수 있는 마이크로 자이로스코프 센서 기술은 첨단 정보통신 서비스의 하나인 차량의 GPS(Global Positioning System) 및 실감형 통신분야의 인간-기계 연결장치를 위한 HMD(Head Mounted Display) 등에 필수적인 핵심요소기술이다. 미세구동소자팀에서는 정전기력을 구동원으로 이용한 마이크로 자이로스코프를 설계하고, 스텝퍼, 반응성 이온 식각 장비 등 반도체 공정기술을 근간으로 한 마이크로 머시닝 기술을 이용하여 마이크로 자이로스코프 구조체를 제작하였다. 이에 대한 핵심기반기술로서 다단계 불순물 주입에 의한 저응력의 폴리실리콘 구조체 제작기술을 개발하였으며, 또한 희생층 산화막을 효과적으로 제거하기 위하여 개발된 기상 HF 식각 공정 기술을 개발하였다. 아울러, 본 팀은 센서의 구동 및 감지를 위한 CMOS 전자회로를 제작하며, 향후 구조체와 센서회로를 하나로 패키지화함으로써 고감도의 마이크로 자이로스코프를 개발할 계획이다.
2차전지팀
2차전지는 전지기기에서 인간의 심장과도 같은 역할을 한다. 현재 휴대정보통신용 단말기에서 전지가 차지하는 무게 및 부피의 비율이 매우 크기 때문에 전지의 무게 및 부피를 줄이는 것이 전자부품 몇 개를 줄이는 것보다 큰 효과를 주므로 전세계적으로 개발에 박차를 가하고 있다. 본 2차전지연구팀에서는 2차전지에서도 고분자를 전해질로하는 리튬 2차전지를 연구개발하고 있으며 이를위하여 전지의 전극재료, 전해질재료, 제조공정 및 조건 그리고 제조장비까지 리튬고분자 2차전지의 전반적인 기술 연구를 진행하고 있으며 차세대 2차전지와 관련된 원천기술을 연구·개발할 예정이다.
광원소자연구팀
광원소자연구팀에서는 대용량의 테라비트급 광통신을 구현하기 위해 필요한 핵심 광소자의 선행 기초 연구를 수행하고 있다. 현재 핵심 광소자 기술인 광송신·수신 소자, 광재생 기술 및 WDM 역다중화 소자의 구도 분석과 대용량 광원에 응용을 위한 다채널 마이크로레이저 어레이의 공진 구도와 발진 특성 연구, 초고속 광의 다중화에 응용을 위한 파장분할 광역다중화 구도 구현 등을 중점적으로 연구하고 있으며, 앞으로 대용량 광정보통신의 구현을 위한 요소 부품 기술로 다채널 광송수신 소자 기술, 광재생 기술, 광역다중화 및 광스위치 기술 등 핵심 광소자의 원천 기술 확보를 위한 연구개발을 수행하고자 한다.
(관련링크) 한국전자통신연구원