관통 – 포커스온경제 통합 검색

전체기사보기
2024-11-22 (금)

검색

[신소재 신기술(44)] 혈액뇌장벽 관통 나노입자 개발

혈액 뇌 장벽을 뚫는 나노입자가 개발돼 유방암과 뇌 전이 치료의 새로운 가능성을 열었다. 미국 마이애미 대학교 밀러 의과대학 실베스터 종합 암 센터의 연구원들은 혈액뇌장벽을 관통할 수 있는 나노입자를 개발했다고 과학 웹사이트 phys.org가 지난 6일(현지시간) 보도했다. 연구원들의 목표는 한 번의 치료로 원발성 유방암 종양과 뇌 전이를 죽이는 것이다. 이 연구는 실험실 연구에서 유방암과 뇌종양을 줄일 수 있음을 보여준다. 이차 종양이라고 불리는 '뇌 전이'는 유방암, 폐암, 대장암과 같은 고형 종양에서 가장 흔하게 발생하며 예후가 좋지 않은 경우가 많다. 암이 뇌에 침범하면 뇌와 신체의 나머지 부분을 분리하는 거의 뚫을 수 없는 막인 혈액 뇌 장벽으로 인해 치료가 어려울 수 있다. 이 연구를 주도한 실베스터의 생화학 및 분자생물학 부교수이자 기술 및 혁신 부책임자인 샨타 다르 박사는 연구팀이 개발한 나노 입자가 향후 원발 종양을 동시에 치료하는 추가적인 이점과 함께 전이를 치료하는 데 사용될 수 있다고 말했다. 다르 박사는 이번 논문의 시니어 저자이기도 하다. 이 연구 논문은 지난 5월 6일 미국 국립과학원 회보에 게재됐다. 연구팀은 전임상 연구에서 세포의 에너지 생산 중심인 미토콘드리아를 표적으로 하는 두 가지 전구 약물을 입자에 탑재해 유방암과 뇌종양을 축소할 수 있음을 보여주었다. 다르 박사는 "저는 항상 나노 의학이 미래라고 말한다. 물론 우리는 이미 그 미래에 와 있다"며 나노 입자를 제형에 사용하는 상용화된 코로나19 백신을 언급했다. 그러면서 "나노 의학은 암 치료제의 미래이기도 하다"라고 덧붙였다. 이 새로운 방법은 다르 연구팀이 이전에 개발한 생분해성 폴리머로 만든 나노 입자와 암의 에너지원을 겨냥하여 연구실에서 개발한 두 가지 약물을 결합해서 사용한다. 암세포는 건강한 세포와 다른 형태의 신진대사를 하는 경우가 많기 때문에 대사를 억제하면 다른 조직을 해치지 않고 종양을 죽이는 효과적인 방법이 될 수 있다. 이러한 약물 중 하나는 고전적인 화학 요법 약물인 시스플라틴의 변형 버전으로, 빠르게 성장하는 세포의 DNA를 손상시켜 암세포의 성장을 효과적으로 중단시킴으로써 암세포를 죽인다. 그러나 종양 세포는 DNA를 복구해 때때로 시스플라틴 내성을 일으킬 수 있다. 다르 박사팀은 약물의 표적을 염색체와 게놈을 구성하는 DNA인 핵 DNA에서 미토콘드리아 DNA로 바꾸도록 수정했다. 미토콘드리아는 세포의 에너지원이며 훨씬 작은 자체 게놈을 포함하고 있으며, 암 치료 목적상 중요한 것은 큰 게놈과 동일한 DNA 복구 메커니즘을 가지고 있지 않다는 점이다. 암세포는 성장과 증식을 유지하기 위해 다양한 에너지원을 전환할 수 있기 때문에 연구팀은 산화적 인산화로 알려진 에너지 생성 과정을 공격하는 변형 시스플라틴을 키나아제로 알려진 미토콘드리아 단백질을 표적으로 하고 다른 종류의 에너지 생성인 해당 작용을 억제하는 또 다른 약물인 Mito-DCA와 결합하여 개발했다. 다르 박사는 뇌에 접근할 수 있는 나노입자를 개발하는 것은 먼 길이라고 말했다. 그녀는 평생 동안 나노 입자를 연구해 왔으며, 다양한 형태의 폴리머를 연구하는 이전 프로젝트에서, 전임상 연구에서 일부 나노 입자가 뇌에 도달하는 것을 발견했다. 다르의 연구팀은 이러한 폴리머를 더욱 연마하여 혈액-뇌 장벽과 미토콘드리아의 외막을 모두 통과할 수 있는 나노 입자를 개발했다. 다르 박사는 "이 사실을 알아내기까지 많은 우여곡절이 있었으며, 이 입자가 혈액뇌장벽을 통과하는 메커니즘을 이해하기 위해 여전히 노력하고 있다"고 말했다. 그런 다음 연구팀은 전임상 연구에서 특수 약물이 탑재된 나노 입자를 테스트한 결과 유방 종양과 뇌에 종양을 형성하기 위해 주입된 유방암 세포를 모두 축소시키는 효과가 있다는 사실을 발견했다. 나노 입자-약물 조합은 또한 실험실 연구에서 무독성이며 생존 기간을 크게 연장하는 것으로 나타났다. 연구팀은 향후 환자 유래 암세포를 사용해 인간의 뇌 전이를 더 가깝게 재현하기 위해 실험실에서 이 방법을 테스트할 계획이다. 또한 특히 공격적인 뇌암인 교모세포종의 실험실 모델에서 이 약물을 테스트할 예정이다. 다르 박사의 연구실에서 근무하는 마이애미 대학교 박사 과정 학생이자 이번 연구의 공동 제1저자인 아카시 아쇼칸은 "저는 고분자 화학에 관심이 많고, 이를 의료 목적으로 사용하는 것이 정말 매력적이다"라고 말했다.
- 포커스온
2024-05-08
HBM 전체 D램 매출 비중 내년 30% 이상 전망

인공지능(AI) 시장 확대로 고대역폭 메모리(HBM) 수요가 급증하는 가운데 내년에는 HBM이 전체 D램 매출의 30% 이상을 차지할 것이라는 전망이 나왔다. 7일(현지시간) 대만 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 전체 D램 비트(bit) 용량에서 HBM이 차지하는 비중은 2023년 2%에서 올해 5%로 상승하고 2025년에는 10%를 넘어설 것으로 전망된다. 트렌드포스는 HBM 비중이 시장 가치(매출) 측면에서는 2023년 전체 D램의 8%에서 올해 21%로 늘어나고, 2025년에는 30%를 넘어설 것으로 예상했다. HBM 판매 단가는 2025년 5∼10% 상승할 것으로 봤다. 트렌드포스는 "HBM의 판매 단가는 기존 D램의 몇배, DDR5의 약 5배에 달한다"며 "이러한 가격 책정은 단일 디바이스 HBM 용량을 증가시키는 AI 칩 기술과 결합해 D램 시장에서 용량과 시장 가치 모두 HBM의 점유율을 크게 높일 것"이라고 말했다. 올해 HBM 수요 성장률은 200%에 육박하며 내년에는 2배로 증가할 전망이다. 트렌드포스는 "2025년 HBM 가격 협상이 이미 올해 2분기에 시작됐다"며 "D램의 전체 생산 능력이 제한돼 있어 공급업체들은 미리 가격을 5∼10% 인상했으며 이는 HBM2E, HBM3, HBM3E에 영향을 미쳤다"고 설명했다. 이는 HBM 구매자들이 AI 수요 전망에 대해 높은 신뢰도를 유지하고 있고 지속적인 가격 인상을 받아들일 의향이 있는 데다, HBM3E의 실리콘관통전극(TSV) 수율이 현재 40∼60%에 불과해 개선의 여지가 있기 때문이라고 봤다. 모든 주요 공급업체가 HBM3E 고객 인증을 통과한 것이 아닌 만큼 구매자는 안정적이고 우수한 품질의 공급을 확보하기 위해 더 높은 가격을 수용하게 됐다고 트렌드포스는 분석했다. 트렌드포스는 "향후 Gb(기가비트)당 가격은 D램 공급업체의 신뢰성과 공급 능력에 따라 달라질 수 있으며, 이는 평균판매단가(ASP)에 불균형을 초래해 결과적으로 수익성에 영향을 미칠 수 있다"고 밝혔다. 현재 SK하이닉스와 삼성전자는 HBM 시장의 주도권을 확보하기 위해 HBM 생산능력을 늘리며 수요 증가에 대응하고 있다. 이에 앞서 곽노정 SK하이닉스 최고경영자(CEO)는 지난 2일 기자간담회에서 "HBM은 올해 이미 '솔드아웃'(완판)이고, 내년 역시 대부분 솔드아웃됐다"고 말했다. 여기에는 최근 공급을 시작한 HBM3E 8단 제품뿐 아니라 3분기 양산을 준비 중인 HBM3E 12단 제품도 포함된 것으로 알려졌다. 김재준 삼성전자 메모리사업부 전략마케팅실장(부사장)도 지난달 30일 1분기 실적 콘퍼런스콜에서 "올해 HBM 공급 규모는 비트 기준 전년 대비 3배 이상 지속적으로 늘려가고 있고, 해당 물량은 이미 공급사와 협의를 완료했다"며 "2025년에도 올해 대비 최소 2배 이상의 공급을 계획하고 있으며 고객사와 협의를 원활하게 진행 중"이라고 밝혔다.
- 산업
2024-05-07
SK하이닉스, 청주 M15X서 차세대 D램 생산…20조 이상 투자

SK하이닉스는 인공지능(AI) 반도체에 대한 수요 급증에 대응하여 고대역폭 메모리(HBM)와 같은 차세대 D램의 생산능력(캐파)을 확장하기로 했다. 24일 SK하이닉스는 이사회 결정을 통해 충북 청주시에 건설될 신규 팹(fab·반도체 생산공장)인 M15X를 D램 생산 기지로 확정하고, 팹 건설에 총 5조 3000억 원을 투자하기로 결정했다고 밝혔다. 팹 건설 공사는 이달 말부터 시작되며, 2025년 11월에 공장을 준공하고 이후 본격적인 양산에 들어갈 계획이다. 또한, SK하이닉스는 M15X에 장비 투자를 순차적으로 진행하여, 장기적으로 총 20조 원 이상을 투자해 생산 기반을 강화할 방침이다. SK하이닉스는 지난 2022년에 M15 팹의 확장 공장인 M15X의 건설 및 생산 설비 구축을 위해 향후 5년 동안 15조 원을 투자할 것이라고 발표했으나, 지난해 4월 반도체 업황 악화로 인해 일시적으로 공사를 중단한 적이 있다. 당초 업계에서는 M15X에서 낸드 메모리를 생산할 것으로 예상했었다. 그동안 SK하이닉스는 M15X 공사 재개 시점에 대해 "시황을 예의주시하겠다"고 밝혀왔지만, 최근 AI 시대의 도래와 함께 D램 수요가 급증함에 따라, M15X의 용도를 변경하고 투자 규모를 확대하기로 결정했다. 연평균 60% 이상의 성장이 예상되는 HBM은 일반 D램 제품에 비해 최소 2배 이상의 생산능력이 요구된다. 이에 따라 SK하이닉스는 2027년 상반기에 용인 반도체 클러스터에서 첫 번째 팹을 준공하기 전에 청주 M15X에서 신규 D램 생산을 시작할 계획이다. M15X는 실리콘 관통 전극(TSV) 생산 능력을 확장 중인 M15와 인접하여 HBM 생산을 최적화할 수 있는 위치에 있다. 곽노정 SK하이닉스 대표이사 사장은 "M15X는 전 세계 AI 메모리 시장에 핵심적인 역할을 하게 될 것이며, 회사의 현재와 미래를 잇는 중요한 다리 역할을 할 것"이라고 말했다. 그는 또한 "이번 투자가 단순히 회사의 성장을 넘어 국가 경제에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 확신한다"고 덧붙였다. SK하이닉스는 M15X 외에도 앞으로 증가할 메모리 수요에 대비해 추가 투자의 필요성을 검토하며 수요 상황을 면밀히 점검하고 있다. 이와 함께, 약 120조 원이 투입되는 용인 클러스터를 포함한 국내 투자 계획은 차질 없이 진행한다는 방침이다. 현재 용인 클러스터의 부지 조성 공정률은 약 26%로, 목표치보다 3% 포인트 빠른 진척을 보이고 있다. 또한, SK하이닉스가 들어설 예정인 부지에 대한 보상 절차와 문화재 조사는 이미 완료되었으며, 전력과 용수, 도로 등의 인프라 구축도 계획보다 빠르게 진행되고 있다고 회사 측은 밝혔다. SK하이닉스는 용인의 첫 팹을 2025년 3월 착공해 2027년 5월 준공할 예정이다. SK하이닉스가 진행하는 국내 투자는 SK그룹 차원의 전체 국내 투자에서도 중요한 부분을 차지하고 있다. 2012년 SK그룹에 편입된 이래, SK하이닉스는 2014년부터 총 46조원을 투자하여 이천 M14를 시작으로 총 세 개의 공장을 추가로 건설하는 '미래비전'을 중심으로 국내 투자를 이어왔다. 이 계획에 따라 2018년 청주 M15와 2021년 이천 M16을 차례로 준공하며 미래비전을 조기에 완성했다. SK하이닉스는 "M15X와 용인 클러스터에 대한 투자는 대한민국을 AI 반도체 강국으로 이끄는 데 중요한 역할을 하며 국가경제를 활성화하는 계기가 될 것"이라고 밝혔다. 회사는 이어 "AI 메모리 시장에서 글로벌 리더로서의 위치를 강화하고, 국내 생산기지에 대한 투자를 확대함으로써 국가경제에 기여할 뿐만 아니라 반도체 강국으로서 대한민국의 위상을 높이는 데 일조할 것"이라고 덧붙였다.
- IT/바이오
2024-04-24
SK하이닉스·TSMC, 파운드리-메모리 협력으로 HBM 시장 선점

SK하이닉스가 세계적인 파운드리(반도체 수탁생산) 기업인 대만 TSMC와 협력해 차세대 고대역폭 메모리(HBM) 생산과 첨단 패키징 기술 역량을 강화할 계획이다. SK하이닉스는 19일, 최근 대만 타이베이에서 TSMC와 기술 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결하고 TSMC와 협업해 오는 2026년 양산 예정인 HBM4(6세대 HBM)를 개발할 계획이라고 발표했다. 특히, 인공지능(AI) 반도체 시장을 이끄는 기업인 엔비디아는 SK하이닉스로부터 AI 연산작업의 핵심인 그래픽처리장치(GPU)용 HBM을 공급받아 TSMC에 패키징 하도록 맡겨 이를 조달하고 있다. SK하이닉스는 "AI 메모리 분야의 글로벌 리더로서, 세계 최대 파운드리 업체인 TSMC와의 협력을 통해 HBM 기술의 새로운 혁신을 이끌어낼 것"이라며, "고객, 파운드리, 메모리 간의 협력을 통해 메모리 성능의 한계를 넘어설 것"이라고 강조했다. 양사는 HBM 패키지의 베이스 다이(base die) 성능 향상을 위해 노력하고 있다. HBM은 D램 여러 개를 수직으로 연결해 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고성능 메모리다. 방대한 데이터를 신속하고 끊임없이 처리해야 하는 생성형 AI를 구동하려면 HBM과 같은 고성능 메모리가 반드시 필요한 것으로 알려졌다. HBM은 베이스 다이 위에 D램 단품 칩인 코어 다이(core die)를 쌓고, 이를 실리콘관통전극(TSV) 기술로 수직 연결해 제조한다. 베이스 다이는 GPU와 연결돼 HBM을 통제 기능을 수행한다. SK하이닉스는 HBM 4세대인 HBM3 시장의 90%를 점유하고 있다. SK하이닉스는 지난 3월 18일 HBM 5세대인 HBM3E도 이달 말부터 AI 칩 선두 주자인 엔비디아에 공급한다고 밝혔다 SK하이닉스는 5세대 HBM인 HBM3E까지는 자체 D램 공정으로 베이스 다이를 만들었으나, HBM4부터는 TSMC가 보유한 로직 초미세 선단공정을 활용해 베이스 다이에 다양한 시스템 기능을 추가할 계획이다. SK하이닉스의 HBM3E는 초당 최대 1.18테라바이트(TB)의 데이터를 처리한다. 이는 풀-HD급 영화(5GB) 230편 분량이 넘는 데이터를 1초 만에 처리하는 수준이다. HBM4는 HBM3에 비해 두 배 가까운 고속과 고용량 성능을 구현해야 한다. 이를 위해 베이스 다이는 단순히 D램 칩과 GPU를 연결하는 기능을 넘어 시스템반도체에서 요구하는 다양한 기능을 수행할 필요가 있으며, 이는 기존의 일반 D램 공정으로는 제작이 어려운 것으로 알려져 있다. SK하이닉스는 이를 통해 성능, 전력 효율 등에 대한 고객들의 폭넓은 요구에 부합하는 맞춤형 HBM을 생산할 계획이다. 또한, 양사는 SK하이닉스의 HBM과 TSMC의 첨단 패키징 공정인 '칩 온 웨이퍼 온 서브스트레이트'(CoWoS) 기술을 결합하여 최적화하는 데 협력하며, HBM 관련 고객의 요청에 공동으로 대응하기로 했다. 김주선 SK하이닉스 AI 인프라 담당 사장은 "TSMC와의 협업을 통해 최고 성능의 HBM4를 개발하는 것뿐만 아니라, 글로벌 고객들과의 개방형 협업을 가속화할 것"이라며, "앞으로 맞춤형 메모리 플랫폼의 경쟁력을 높여 '토털 AI 메모리 프로바이더'로서의 위상을 확립하겠다"고 밝혔ek. 케빈 장 TSMC 수석부사장은 "TSMC와 SK하이닉스는 수년 동안 견고한 파트너십을 유지해 왔으며, 세계 최고의 AI 솔루션을 시장에 공급해 왔다"며 "HBM4에서도 긴밀한 협력을 통해 AI 기반의 혁신을 지원할 최고의 통합 제품을 제공할 것"이라고 말했다.
- IT/바이오
2024-04-19
[신소재 신기술(14)] 자연에서 처음 발견된 광물 초전도체 '미아사이트'

미국 과학자들이 자연에서 광물 형태로 발견된 세계 최초의 '비전통적인' 초전도체 미아사이트(Miassite)가 발견됐다고 밝혔다. 영국 과학 웹사이트 사이키(phys.org)는 지난 13일(현지시간) 미국 에너지부 국립연구소인 에임스 국립연구소(Ames National Laboratory)의 과학자들이 실험실이 아닌 자연에서도 화학 성분을 가진 최초의 비전통적 초전도체 '미아사이트'를 발견했다고 보도했다. 미아사이트는 자연에서 발견되는 광물 중 하나로, 실험실에서 성장시키면 초전도체 역할을 한다. 연구팀은 미아사이트를 관측한 결과 고온 초전도체와 유사한 특성을 가진 비전통적 초전도체라는 사실을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 '커뮤니케이션즈 머티리얼즈(Communications Meterials)' 저널에 게재됐다. 이번 연구는 미래의 지속 가능하고 경제적인 초전도체 기반 기술 개발에 기초 과학적 이해를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 초전도체란? 초전도는 물질이 전기를 에너지 손실 없이 전도할 수 있는 상태를 말한다. 이러한 초전도체는 의료용 MRI 기계, 전력 케이블, 양자 컴퓨터 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 기존의 초전도체는 잘 알려져 있지만 임계 온도가 낮다. 여기서 임계 온도는 물질이 초전도체 상태를 유지할 수 있는 최고 온도를 말한다. 1980년대에 과학자들은 기존 것들보다 임계 온도가 훨씬 높은 비전통적인 초전도체들을 발견했다. 에임스 연구소의 과학자 루슬란 프로조로프에 따르면, 이러한 비전통적인 초전도체는 모두 실험실에서 만들어진다. 이로 인해, 비전통적 초전도는 자연에서 발생하지 않는다는 일반적인 인식이 형성됐다. 자연에서 발견된 희귀한 광물 프로조로프는 대다수의 초전도 원소와 화합물이 금속 성질을 가지고 산소와 같은 다른 원소와 반응하는 경향이 있어, 자연에서 초전도체를 찾는 것이 어렵다고 설명했다. 그는 특히 미아사이트(Rh17S15)가 복잡한 화학 구조를 가지고 있다는 점에서 흥미롭다고 말했다. 프로조로프는 미아사이트를 처음에는 자연에서 발견될 수 없는, 인공적으로 만들어졌을 것으로 추정했으나, "실제로 자연에서 존재한다는 것이 밝혀졌다"고 말했다. 아이오와 주립대학교의 물리학 및 천문학 석좌교수이자 에임스 연구소의 과학자인 폴 캔필드는 새로운 결정체 물질의 설계와 발견, 성장 방법, 그리고 그 특성을 분석하는 데 깊은 전문 지식을 가지고 있다. 그는 이 프로젝트를 위해 고품질의 미아사이트 결정을 합성하는 작업을 수행했다. 캔필드는 "미아사이트가 러시아 첼랴빈스크주 미아스 강 근처에서 발견된, 일반적으로 잘 형성된 결정으로 자라지 않는 희귀한 광물"이라고 설명했다. 미아사이트 결정의 성장은 매우 높은 용융점을 가진 원소(Rh)와 휘발성이 높은 원소(S)의 결합으로 이루어진 화합물을 탐색하는 더 광범위한 연구 노력의 일부였다. 캔필드 박사는 "순수 원소들의 특성과는 달리, 우리는 이들 원소의 혼합을 통해 최소한의 증기압으로 결정이 저온에서 성장할 수 있도록 하는 기술을 개발했다"고 말했다. 캔필드 박사는 이번 미아사이트의 발견을 "숨겨진 낚시터에서 큰 물고기를 발견한 것과 같다"고 비유했다. 그는 "Rh-S 시스템에서, 우리는 세 가지 새로운 초전도체를 발견했다. 루슬란의 세밀한 측정 덕분에, 미아사이트가 비전통적 초전도체임을 확인할 수 있었다"고 설명했다. '자기장 침투 깊이' 실험 프로조로프의 연구 그룹은 저온에서 초전도체를 연구하기 위한 첨단 기술을 전문으로 한다. 그는 이 물질이 초전도 상태를 유지하기 위해 영하 50밀리켈빈(약 -460°F)까지 냉각되어야 한다고 말했다. 프로조로프 연구팀은 미아사이트의 초전도 특성을 분석하기 위해 세 가지 주요 실험을 실시했다. 가장 중요한 실험은 '자기장 침투 깊이(혹은 런던 침투 깊이, London penetration depth)'다. 이 실험은 약한 자기장이 초전도체 표면을 얼마나 깊게 관통하는지 측정해 초전도체 내부로의 자기장 침투 거리를 결정한다. 전통적인 초전도체의 경우, 자기장 침투 깊이는 저온에서 대체로 일정하게 유지된다. 반면, 비전통적 초전도체에서는 이 침투 깊이가 온도 변화에 따라 선형적으로 변화하는 경향을 보인다. 이러한 실험 결과는 미아사이트가 비전통적 초전도체의 성질을 갖는다는 것을 확인했다. 또 다른 실험은 재료 내에 결함을 주기 위해 고에너지 전자를 사용해 물질에 충격을 주는 방식이다. 프로조로프는 이 방법을 지난 10년 간 그의 연구팀이 주로 사용해온 대표적인 기술이라고 설명했다. 이 실험을 통해 재료의 초전도 특성에 미치는 결함의 영향을 관찰할 수 있다. 이 방법은 이온을 그들의 원래 위치에서 밀어내어 결정 구조 내에 결함을 생성하는 것이다. 이러한 결함은 재료의 임계 온도에 변화를 일으킬 수 있는 장애를 만든다. 전통적인 초전도체는 비자기적 장애에 대해 대체로 둔감하기 때문에, 이러한 테스트에서 임계 온도의 변화가 거의 또는 전혀 보이지 않는다. 반면, 비전통적 초전도체는 무질서에 더 민감해, 결함이 일어나면 임계 온도가 변화하거나 억제될 수 있다. 이러한 변화는 재료의 임계 자기장에도 영향을 미친다. 연구팀은 미아사이트에서 임계 온도와 임계 자기장이 비전통적 초전도체에서 예측한 대로 변화한다는 것을 확인했다. 비전통적 초전도체에 대한 이러한 연구는 초전도 현상의 작동 원리에 대한 과학자들의 이해를 심화시킬 수 있다. 프로조로프는 "비전통적 초전도의 메커니즘을 이해하는 것은 초전도 현상을 경제적으로 응용하는 데 있어 핵심적인 역할을 한다"고 강조했다. 이는 초전도 기술의 상용화 가능성을 높이는 데 중요한 기여를 할 수 있다.
- 포커스온
2024-03-15
삼성전자, 반도체업계 최초 '12단 HBM3E' 개발

삼성전자가 업계 최초로 36GB(기가바이트) 'HBM3E' 12H(12단 적층) D램 개발에 성공했다. 삼성전자는 27일 24Gb(기가비트) D램 칩을 TSV(실리콘 관통 전극) 기술로 12단까지 적층해 업계 최대 용량인 36GB HBM3E 12H를 구현했다고 밝혔다. HBM3E는 5세대 고대역폭메모리다. 삼성전자는 상반기 양산 예정인 이 제품을 통해 고용량 HBM(고대역폭메모리) 시장 선점의 '터닝포인트'로 삼겠다는 계획이다. 'HBM3E 12H'는 1024개의 입출력 통로(I/O)에서 초당 최대 1280GB의 대역폭과 현존 최대 용량인 36GB을 제공한다. 성능과 용량 모두 전작인 HBM3 8H(8단 적층) 대비 50% 이상 개선됐다. 삼성전자는 'Advanced TC NCF(열압착 비전도성 접착 필름)' 기술로 12H 제품을 8H 제품과 동일한 높이로 구현해 HBM 패키지 규격을 만족시켰다. 이 기술을 적용하면 HBM 적층 수가 증가한다. 특히 칩 두께가 얇아지면서 발생할 수 있는 '휘어짐 현상'을 최소화할 수 있는 장점이 있어 고단 적층 확장에 유리하다. 삼성전자는 NCF 소재 두께도 지속적으로 낮춰 업계 최소 칩 간 간격인 '7마이크로미터(㎛)'를 구현했다. 이를 통해 HBM3 8H 대비 20% 이상 향상된 수직 집적도를 실현했다. 또한 칩과 칩 사이를 접합하는 공정에서 신호 특성이 필요한 곳과 열 방출 특성이 필요한 곳에 각각 다른 사이즈의 범프를 적용함으로써 열 특성을 강화하는 동시에 수율도 극대화했다. 삼성전자에 따르면 이번 12단 HBM3E를 사용할 경우 GPU(그래픽처리장치) 사용량이 줄어 기업들이 총소유 비용(TCO)을 절감할 수 있다는 설명이다. 가령 서버 시스템에 HBM3E 12H를 적용하면 HBM3 8H를 탑재할 때보다 평균 34% 인공지능(AI) 학습 훈련 속도 향상이 가능하며, 추론의 경우에는 최대 11.5배 많은 AI 사용자 서비스가 가능할 것으로 기대된다. 삼성전자는 HBM3E 12H의 샘플을 고객사에 제공하기 시작했으며 올해 상반기 양산할 예정이다.
- IT/바이오
2024-02-27
FDA, 피부 관통 없이 혈당 측정하는 스마트워치 등 사용 경고

미국 식품의약국(FDA)이 피부 관통 없이 혈당 측정 기능을 가진 스마트워치 및 스마트 링 사용에 대해 주의를 당부했다. UPI통신은 지난 21일(현지시간) FDA는 이러한 제품들이 정확한 혈당 수치를 제공하지 못함으로써 당뇨병의 관리와 치료 결정에 오류를 초래할 수 있다고 지적했다고 보도했다. FDA는 최근 발표한 보도자료를 통해 피부를 관통하지 않는 스마트워치와 스마트 링이 당뇨병 관리와 필요한 약물 복용량의 정확한 조절에 오류를 유발할 수 있음을 소비자와 간병인에게 경고했다. FDA는 피부를 관통하여 지속적인 혈당 모니터링을 제공하는 측정 장치를 사용하는 FDA 승인 스마트워치와 링만이 신뢰할 수 있는 정확한 측정 데이터를 제공할 수 있다고 밝혔다. 이 기관은 "당신의 의료가 정확한 혈당 측정에 의존한다면, 필요한 요구에 부합하는 적절한 FDA 승인 장치를 사용하기 위해 담당 의료 서비스 제공자와 상의하기 바란다"고 조언했다. 승인되지 않은 스마트워치나 링에서 제공되는 데이터에 의존할 경우, 인슐린, 설포닐우레아, 또는 혈당을 신속하게 감소시키는 데 사용되는 기타 약물들을 잘못된 용량으로 복용할 위험이 있다. FDA는 너무 많은 양의 약물 복용이 당뇨병 환자의 혈당 수치를 위험하게 낮출 수 있으며, 이는 정신적 혼란, 혼수상태, 심지어 사망에 이를 수 있다고 경고했다. FDA는 "이러한 스마트워치와 스마트 링 판매자들이 자신의 제품으로 혈당 수치를 측정할 때 손가락을 찌르거나 피부를 관통할 필요가 없다고 주장한다"고 지적하며, "비침습적 기술 사용을 주장하지만, 실제로 혈당 수치를 직접 검사하지는 않는다"고 비판했다. 여러 회사가 다양한 상표명으로 이러한 장치들을 제조하고 있음에도 불구하고, 피부를 관통하지 않는 장치들은 신뢰할 수 없다고 FDA는 설명했다. FDA는 승인되지 않은 스마트워치나 링으로 인해 잘못된 정보를 제공받아 부정확한 측정 결과를 경험하거나 부작용을 겪었다고 의심되는 경우, 사용자들이 온라인으로 메드워치(MedWatch) 자발적 보고 양식을 작성하여 문제를 신고하도록 권장했다. FDA는 이 보고서가 부적절한 스마트워치 및 링 사용과 관련된 위험을 식별하고 보다 현명한 판단을 내리는 데 도움이 될 것이라고 밝혔다. 피부를 관통하지 않고 혈당을 측정하는 기능을 가진 스마트워치와 스마트 링이 최근 인기를 얻고 있으나, 이들의 정확성과 안전성은 아직 검증되지 않았다. 이러한 이유로, 이들 제품의 사용은 당뇨병 환자에게 심각한 건강 위험을 초래할 수 있다. 당뇨병 환자들은 이러한 제품들의 위험성을 인식하고 검증된 방법으로 혈당을 관리하는 것이 중요하다. 당뇨병을 관리하기 위해서는 검증된 피부 관통식 혈당 측정기의 사용과 의료 전문가의 지시를 반드시 따라야 한다. 스마트워치나 스마트 링은 보조적인 용도로만 활용하고 중요한 의료 결정을 내릴 때는 검증된 방법을 사용해야 한다.
- IT/바이오
2024-02-23
중국, 지난해 5G에 270억 달러 투자⋯전년 대비 5.7% 증가

중국은 2023년 5G에 대한 투자를 1905억 위안(약 266억달러)으로 늘렸으며, 이는 전년 대비 5.7% 증가한 수치이다. 사진=픽사베이 중국이 지난해 5G 네트워크에 대한 투자를 1905억 위안(약 266억 달러)으로 늘렸다고 현지 언론이 산업정보기술부의 최신 공식 데이터를 인용해 보도했다. 30일(현지시간) 미국 정보기술 전문 매체 RCR와이어리스뉴스에 따르면 지난해 중국의 5G 투자는 전년 대비 5.7% 증가했다. 이는 중국 전체 통신 고정 자산 투자의 45% 이상을 차지한다. 보고서에 따르면 지난해 중국의 5G 기지국에 대한 총 투자액은 7300억 위안(약 1015억2550만달러)에 달했다. 공식 데이터에 따르면 중국 기업 차이나텔레콤, 차이나 유니콤, 차이나 모바일, 차이나 타워는 작년에 전년 대비 0.3% 증가한 4205억 위안(약 584억 8148만달러)을 고정 자산에 투자했다. 작년 말 기준 중국의 이동통신 기지국 수는 1160만 개이며, 이 중 340만 개가 5G 기지국이다. 5G 기지국은 현재 중국 전체 모바일 기지국의 29%를 차지한다. 이 비율은 2022년 말과 비교하면 7.8% 포인트 상승한 수치다. 보고서에 따르면 중국 통신 부문은 2023년에 전년 대비 6.2% 증가한 1조 6800억 위안(약 2336억 4700만달러)의 전체 매출을 기록할 것으로 예상된다. 중국의 5G 기술 보급률이 2023년 말 기준 90%에 달할 것으로 예상된다고 현지 신문 글로벌타임스가 현지 통신사 차이나모바일의 임원을 인용해 보도했다. 차이나 모바일의 계획 및 건설 부문 부총경리인 비안 얀난은 2023년 동안 36만 개의 5G 기지국을 배치해 이러한 보급률을 달성할 수 있을 것으로 예상했다. 중국 6G 추진팀장이자 중국정보통신기술학회 부회장인 왕즈친 부회장은 중국은 2030년까지 6G 기술 상용화를 목표로 하고 있으며, 2025년경에는 6G 기술 표준화가 이뤄질 것으로 예상하고 있다. 앞서 왕 부회장은 중국이 작년에 6G 기술 실험을 시작했으며 2023년까지 6G 시스템 아키텍처와 기술 솔루션에 대한 연구를 진행하고 있다고 말했다. 2023년 6월 중국 공업정보화부는 중국 정부가 5G 및 6G 서비스를 위해 6GHz 주파수 대역의 스펙트럼을 할당했다고 밝혔다. 중국 공업정보화부는 6GHz 스펙트럼은 커버리지와 용량 이점을 고려할 때 중간 대역의 넓은 대역폭을 가진 유일한 고품질 자원이며, 특히 5G 시스템 또는 향후 6G 시스템 구축에 적합하다고 밝혔다. 한편, 6G(Sixth Generation Wireless)는 차세대 무선 통신 기술을 의미하며, 현재 개발 중인 5G의 후속 기술이다. 6G는 아직 연구 및 개발 초기 단계에 있으며, 상용화는 2030년대 초반으로 예상된다. 6G 기술은 데이터 전송 속도, 연결성, 신뢰성, 지연 시간 등 여러 면에서 5G를 크게 뛰어넘을 것으로 기대된다. 6G는 극도로 빠른 데이터 전송 속도가 특징이다. 초당 1테라비트(Tbps) 이상의 속도를 목표로 한다. 아울러 6G는 지연 시간을 더욱 줄여 거의 실시간 통신을 가능하게 하여, 자율 주행 자동차, 원격 수술과 같은 민감한 애플리케이션의 성능을 향상시킬 것으로 예상된다. 6G는 사물인터넷(IoT)을 포함해 수십억 개의 장치를 연결할 수 있는 능력을 갖추게 될 것이며, 이를 통해 스마트 도시, 스마트 홈, 산업 자동화 등이 더욱 발전할 것으로 기대된다. 또한 6G는 인공지능(AI)과의 통합을 극대화하여 네트워크 운영을 최적화하고, 사용자 경험을 개인화할 수 있게 된다. 6G는 테라헤르츠(THz) 대역의 사용을 포함하여 새로운 주파수 대역을 탐색할 것으로 예상된다. 이는 매우 높은 데이터 전송률을 가능하게 하지만, 전파의 전송 거리와 관통 능력에 대한 도전도 함께 제시한다.
- IT/바이오
2024-01-31
호주-캐나다 팀, 유해 광산 폐기물을 '건강한 토양' 변환

호주와 캐나다의 과학 엔지니어링 팀은 유해 광산 폐기물을 작물이 자랄 수 있는 건강한 토양으로 변환하는 방법을 찾아냈다. 캐나다 매체 굿뉴스네트워크는 호주와 캐나다 팀이 최근 광산 폐기물을 건강한 토양으로 변환해 이미 옥수수와 수수를 재배하는 데 사용하고 있다며 이같이 보도했다. '테일링(Tailings, 우리 말로 '광산 덤프' 또는 '광미'로 해석)'은 채굴한 광물에서 유용한 금속을 분리한 후 남은 광산 폐기물에 대한 공식 산업 용어다. 일반적으로 중금속에 의해 독성이 있고 그로 인해 다른 어떤 것에도 사용할 수 없는 테일링은 지하수나 농지를 오염시키지 않도록 저장시설에 보관된다. 퀸즈랜드 대학과 사스카처완 대학의 팀은 수천억 달러의 광산 폐기물 저장비용을 절약하고 시설들이 고장나거나 버려질 때 발생하는 재앙을 막으려는 목적으로 미생물을 이용해 테일링을 건강한 토양으로 변환할 수 있는 방법을 연구했다. 퀸즈랜드 대학의 롱빈 황(Longbin Huang) 교수는 "'테일링'에는 식물을 재배하기 위한 생물학적인 친화적인 특성이 없다. 뿌리와 물이 폐기물을 관통할 수 없으며, '테일링'의 용해성 염류와 금속은 식물과 토양 미생물을 죽일 수 있다"며 "자연이 천천히 '테일링'을 비옥한 토양으로 바꾸도록 기다린다면 수천 년이 걸릴 수 있다"고 설명했다. 황 교수 팀은 캐나다 광원(CLS, Canadian Light Source)을 사용하여 '테일링'을 토양 미생물을 이용해 식물을 재배하기 위한 환경으로 변화되는 과정을 가속화하는 방법을 발견했다. CLS는 원형 입자 가속기의 한 종류인 거대한 싱크로트론(synchrotron, 빛을 생성하고 그 빛을 이용하여 물질의 성질을 연구하는 장치)으로, 일련의 자석의 배열을 통해 하전 입자(전자)가 거의 빛의 속도에 도달할 때까지 가속화시키는 방식으로 작동한다. 과학자들은 CLS의 싱크로트론 빛을 사용하여 유기-광물 인터페이스를 개발하고 광미를 활성화할 수 있는 방법에 대한 자세한 메커니즘을 시각화할 수 있었다. 황 교수는 "우리는 SM 빔라인을 사용해 즉각적인 인터페이스와 광물의 변화, 유기물과 상호 작용하는 방식을 나노미터 규모로 밝혀야 했다"고 말했다. 그는 "시설 접근과 빔라인 직원 전문가들의 의견은 우리가 양질의 데이터를 수집해 신뢰할 수 있는 과학적 증거를 확보하는데 매우 중요했다"고 덧붙였다. 데이터를 통해 과학자들은 테일링에 식물 껍질을 첨가한 후에 광산 폐기물을 토양 미생물로 재식립하는 데 성공할 수 있었다. 이러한 토양 미생물은 일부 잔류 유기물과 광물을 소비해 토양 입자로 집합시킨다. 황 교수는 "토양 파편에는 미생물 활동이 있는 표면이 있으며, 밀집된 광산 폐기물에서 기공성을 형성하여 가스와 물에서 뿌리와 미생물이 생존할 수 있게 된다. 그로 인해 광산 폐기물의 죽은 광물 매트릭스가 식물이 자랄수 있게 하는 토양과 유사하게 된다"고 말했다. 황 교수 팀은 토양, 피톤치드, 광산 폐기물과 미생물을 사용해 한 번에 장벽을 넘는 방법을 제공했다. 데이터를 분석한 과학자들은 식물을 심은 후의 광산 토양에서 미생물이 성공적으로 재정착되었다는 것을 발견했다. 이 토양 미생물들은 특정 잔류물과 미네랄을 분해하며, 이 과정에서 토양 입자들을 뭉치게 만든다. 황 교수는 "토양 부스러기에는 미생물 활성 표면이 있어 일반 토양과 마찬가지로 가스, 물, 뿌리 및 미생물이 생존할 수 있는 다공성 구조를 광미에 형성한다"고 설명했다. 그는 "이렇게 변화된 광미는 기본적으로 식물이 자랄 수 있게 해주는 토양과 같은 매개체가 된다"고 말했다. 그는 "이 과정이 12개월 안에 이루어질 수 있으며 과도한 경작, 비료 남용이나 기후 변화로 인해 손상된 토양을 복원하는 데에도 사용될 수 있다"고 덧붙였다.
- 생활경제
2023-10-10
美 스탠퍼드대, 세계 최강 'X선 자유전자 레이저' 개발

미국 에너지부 소속 스탠퍼드 대학교 SLAC 국립 가속기 연구소에서 세계에서 가장 강력한 X-선 레이저를 발사할 수 있는 업그레이드된 'X선 자유전자 레이저(XFEL)'를 선보였다고 더 레지스터가 최근 보도했다. 11억 달러(약 1조 4680억 원)의 비용을 들여 10년의 노력 끝에 4세대 X선 자유전자 레이저인 이 연구소의 LCLS(Linac Coherent Light Source ) 원자 X-선 자유전자 레이저가 업그레이드(LCLS-II) 되어 초당 최대 백만 펄스를 전달할 수 있게 됐다. 이번에 업그레이드된 LCLS-II는 이전 제품보다 8000배 더 많은 초당 최대 100만 개의 X선 플래시를 통해 양자 물질부터 청정 에너지 기술, 의학 분야에 이르기까지 광범위한 응용 분야의 핵심인 원자 규모의 초고속 현상을 탐구할 수 있는 문이 열렸다. 미국 정부는 각 펄스는 이전 기기에서 방출되는 것보다 최대 1만배 밝아졌으며, 이는 이전 모델보다 8000배 강력하다고 밝혔다. LCLS의 책임자인 마이크 듄(Mike Dunne)과 LCLS-II 프로젝트 리더인 그렉 헤이즈(Greg Hays)는 "이 X-선의 파장은 원자 크기와 유사해, 이를 통해 분자의 내부 구조를 분석할 수 있다. 또한, 이 X-선이 초고속 펨토초(십억분의 일초) 버스트로 방출되기 때문에, 움직이는 것들을 마치 '정지화면'처럼 디스코 라이트와 비슷한 효과로 촬영할 수 있다"라고 말했다. 펨토초 레이저는 매우 짧은 진동 폭을 가진 펄스를 연속적으로 낼 수 있는 레이저로 수백 킬로미터(km)의 거리에서 1 나노미터(㎚, 10억 분의 1 미터)의 차이까지 정밀 측정이 가능해 행성 탐사를 비롯해 통신이나 기상, 환경 측정 등에 활용된다. 연구원들은 "우리는 주변 세계가 원자 분자 규모에서 어떻게 작동하는지에 대한 스톱모션 영화를 만들어 낸다. 화학 반응을 실시간으로 추적하거나 초전도와 같은 양자 현상의 발생을 관찰하는 것과 유사하다"고 덧붙였다. 새로운 LCLS-II는 자외선 빛의 펄스를 생성하여 포토캐소드(광전음극, 광선에 노출될 때 광전자를 생성)와 충돌시켜 광전자를 방출한다. 이 전자들은 섭씨 마이너스 271도로 냉각된 37개의 크라이오젠 모듈(극저온 환경에서 사용되는 모듈)을 통해 이동하게 되는데, 이 모듈 안에는 초전도자석이 포함되어 있어 전자가 광속에 근접한 속도로 가속된다. X-선은 분자를 관통하며, 이때의 굴절을 통해 그 구조의 세부적인 패턴이 만들어진다. 더 강한 X-선 레이저를 활용하면, 과학자들은 물질이나 화학 반응의 실시간 변화를 더욱 빠르고 상세하게 캡처할 수 있게 되어, 해당 과정을 직접 관찰하는 능력을 갖게 된다. 제니퍼 그랜홈(Jennifer Granholm) 미국 에너지부 장관은 "SLAC의 LCLS-II 빛은 우주의 가장 작고 빠른 현상들을 탐색하며, 건강부터 양자 재료 과학에 이르기까지 다양한 학문에서 중요한 발견을 이끌 것"이라고 전했다. 이 개선된 X-선 레이저는 두 개의 크라이오플랜트(액체 냉매를 생성하고 저장하기 위해 사용되는 설비)가 장착됐다. 이 장비는 전자로부터 X-선을 생성하는 데 필요한 언듈레이터(undulator, 자기장과 전기장을 사용하여 입자를 진동시키고 광자를 방출) 두 개를 탑재했고, 더 민감한 감지기와 센서를 포함하고 있다. 또한 이러한 데이터를 신속하게 처리하는 능력도 갖추고 있다. 과학자들은 이 레이저를 사용하여 광합성이나 응축 물질 내 원자 간 상호 작용과 같은 과정을 조사할 예정이다. 듄과 헤이즈는 "소프트 X-선은 분자 내 전자의 위치를 파악하는 데에 유용해, 에너지와 전하의 움직임을 이해하는 데 도움을 준다. 예컨대, 태양에서 에너지를 어떻게 효율적으로 활용할 수 있는지를 알려주게 된다. 반면 하드 X-선은 원자의 위치를 표현해줘서 물질의 구조를 나타낸다. 이는 주변 환경의 구성 방식을 이해하는 데 유용하다. 특히 단백질 구조나 질병 치료에 쓰이는 의약품이 좋은 예시"라고 말했다. 과학자들은 몇 주 안에 이 장비로 실험을 시작할 계획이며, 다른 연구자들도 레이저를 사용하기 위해 시간을 신청할 수 있다. 아스메렛 아세포 베르헤(Asmeret Asefaw Berhe) DOE 과학국 국장 "LCLS-II와 연구자 공동체가 국가 과학의 우선 순위에 어떤 영향을 미칠지 기대하고 있다. 화학, 재료, 생물학 등의 기본 과학 연구부터 청정 에너지연구와 양자 정보 과학과 같은 프로젝트를 통한 국가 안보 확보에 이르기까지 다양한 분야에서 중요한 발견을 이끌어 낼 것"이라고 강조했다.
- 산업
2023-09-25