송준엽 한국기계연구원 초정밀시스템연구실장이 실험기기를 설명하고 있다.

[아시아경제 이영철 기자] “반도체 수출 1위, 세계 TV 시장점유율 1위 등 대한민국의 이런 성과 뒤엔 초정밀과학이 숨어 있습니다. 부품을 좀 더 작게, 좀 더 정밀하게, 작고 강한 부품들이 세계 전자시장을 이끌고 있는 것이지요.”

올해로 설립 30주년을 맞는 우리나라 초정밀기술 산실인 한국기계연구원 초정밀시스템연구실 송준엽(52) 실장의 말이다. 그는 “우리 연구실은 생산장비제작에서 신제조공정개발에 이르는 모든 영역에서 연구를 통해 첨단부품개발·생산에 필요한 바탕을 제공하고 있다”고 소개했다.

초정밀시스템연구실은 책임연구원 12명과 39명의 연구원이 초정밀공작기계, 반도체 장비, 특수정밀가공기 등의 분야에서 초정밀화·고속화·지능화 등의 핵심요소기술과 장비를 개발하고 있다.

이 연구실은 한국과학기술연구원(KIST) 아래 NC센터 정밀기계기술실로 출발, 1983년에 기계연 정밀기계기술실로 소속을 바꾼 뒤 공작기계 국산화를 이끌어왔다. 1990년대까지는 공작기계의 요소기술연구와 단위기계개발을 선도했으나 1990년대 후반부터는 고속화·정밀화 경향에 맞춰 초정밀기술과 기계개발에 주력해왔다.

2000년대 들어서는 주력산업인 반도체, 디스플레이를 비롯해 핸드폰 공정장비와 설비개발연구를 본격화했다.

송 실장은 “글로벌기업으로 큰 두산인프라코아, 현대위아, 화천기공 등과 생산장비개발역사를 만들어왔다”며 “반도체분야에선 삼성의 자회사인 세크론을 비롯, 한미반도체 등과 활발하게 교류하는 등 산·학·연협력으로 국가경쟁력을 키웠다”고 자평했다.

이 연구실의 연구분야는 초정밀가공장비 및 공정기술과 융·복합 디바이스제조장비 및 공정기술, 마지막으로 생산장비 IT(정보통신)융합 및 설계지능화기술 등 3가지다.송 실장은 “TV, 모니터 등 디스플레이는 대면적 슬림화 흐름”이라며 “이를 위해선 수십 마이크로미터(㎛.100만분의 1m)의 미세패턴을 개발해야 하고 초정밀가공장비와 공정기술이 뒷받침돼야한다”고 설명했다.

연구실은 3차원 반도체 패키징기술인 ‘차세대 반도체 3D Advanced Package 제조를 위한 관통전극(TSV) 핵심 공정기술 및 장비 실용화 기술'을 개발해 제2의 반도체 중흥을 일으키고 있다.

한국기계연구원의 초정밀시스템연구실 연구원들이 화이팅을 외치고 있다.

TSV는 수십 마이크로미터 두께의 메모리칩에 구멍을 뚫고 수직으로 쌓아올린 뒤 구멍에 전기가 통하는 물질을 넣어 잇는 패키징방법이다. 이 방법은 기존제품보다 2~4배 큰 대용량메모리를 만들 수 있고 동작속도도 50% 이상 높으며 소비전력은 40% 이상 낮출 수 있는 장점이 있다고 그는 설명했다.

송 실장은 “이 방법을 개발하면서 한계에 부딪친 듯한 무어의 법칙(마이크로칩의 밀도가 18개월마다 2배로 는다는 법칙)과 황의 법칙(반도체 메모리량이 1년마다 2배씩 는다는 삼성전자 황창규 사장 이론)을 뛰어 넘을 수 있었다”고 덧붙였다.

송 실장은 “우리 연구실은 최소한 3년을 내다보고 연구해서 기업에 한발 앞선 안목으로 방향을 내오놓도록 힘쓴다”며 “2020년 초정밀·초미세기계분야의 최고연구집단으로 크겠다”고 꿈을 밝혔다.

이영철 기자 panpanyz@
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