▲ 성균관대학교 집적회로설계연구실 이강윤 교수

이론과 실무가 조화된 우수 인력 양성에 주력
‘집적회로(IC: Integrated Circuit)’란 하나의 반도체 기판 위에 다수의 능동소자 및 수동소자가 서로 분리될 수 없는 구조로 결합되어 있는 초소형 구조의 복합적 전자소자 또는 시스템을 말한다.

크게 아날로그와 디지털로 분류될 수 있는 집적회로 분야 중 아날로그 집적회로에 대한 연구와 전문화된 설계 엔지니어를 양성하고 있는 곳이 바로 성균관대학교 집적회로설계 연구실(SKKU Integrated Circuit Lab, 이하 SKKU IC Lab)이다.

현재 연구교수 1명, 박사 과정 14명, 석사 과정 17명, 학부 연구원 3명이 연구에 매진하고 있는 SKKU IC Lab은 아날로그 집적회로(Analog IC), RF 집적회로(RF IC), 전력용 집적회로(Power IC), 혼성신호 집적회로(Mixed Signal IC)를 주요 연구 분야로 삼고 있다.

연구실을 이끌고 있는 이강윤 교수는 “집적회로 설계 분야는 이론과 실무의 조화가 매우 중요합니다. 교과서나 논문에 나온 회로들을 그대로 구성하는 것으로는 우수한 성능을 얻을 수 없기 때문에 실제 설계와 제작을 통한 실무 경험을 쌓는 것이 무엇보다 중요합니다.

이에 저희 연구실은 관련 산업체와의 긴밀한 산학협력을 통해 학생들이 설계 및 제작, 상용화에 대한 경험을 쌓을 수 있도록 돕고 있으며, 이를 바탕으로 이론과 실무를 겸비한 집적회로 설계 엔지니어를 양성하는 것을 목표로 삼고 있습니다.”라고 설명했다.

SKKU IC Lab에서는 ▲ 자기공진 및 자기유도 방식을 이용한 스마트폰 및 IoT/Wearable 기기용 고효율 급속 무선충전 IC 설계 ▲ IoT/Wearable 기기를 위한 초저전력 Bluetooth Low Energy (BLE) RF 송수신기 설계 ▲ 원격 검침용 Smart Utility Network (SUN) 및 Underground Safety (UGS)용 RF 송수신 IC 설계 ▲ IoT/Wearable 기기용 통합 에너지 하베스팅 (RF, 압전, 마찰전기) IC 설계 ▲ 5G용 고성능, 고주파 위상동기루프 (Phase-Locked Loop) 설계 ▲ IoT/Wearable 센서 신호처리를 위한 저전력 아날로그 IC 연구 ▲ 자동차용 센서 신호처리를 위한 고신뢰성 아날로그 IC 연구 ▲ 고해상도 ADC/DAC 등의 데이터변환기 설계 ▲ 아날로그 집적회로에 국한되지 않고 송수신기를 제어하는데 필요한 알고리즘과 디지털 집적회로 및 아날로그 회로와 디지털 회로를 단일 칩에 최소의 면적으로 집적하는 SoC 연구 등 다방면에 대한 연구를 수행하고 있다.

세계를 선도하는 반도체 강국을 꿈꾸다
SKKU IC Lab에서는 최근 전력용 IC 및 아날로그/RF IC에 대한 연구에 주력하고 있다. 그리고 관련 산업체와 함께 Power IC 설계에 대한 공동연구를 진행하고 있기도 하다.

이 교수는 “현재 연구실에서는 WPC/PMA/A4WP 무선충전 IC, 초저전력 BLE 송수신기, 센서 신호처리 IC를 연구 개발하고 있으며, 기업에서는 설계된 회로를 바탕으로 상용화를 준비하고 있습니다.”라고 밝혔다.

또한 연구실은 최근 반도체 공정이 100nm급 이하의 미세 공정으로 제작되는 추세에 맞춰 전통적인 아날로그 송수신기를 디지털 방식으로 구현하기 위한 연구를 활발히 진행 중이며, 이에 관련된 다수의 국제 특허를 출원하고, SCI 논문을 제출하기도 했다.

그밖에도 SKKU IC Lab은 KETI, ETRI와 같은 국책 연구소와 공동연구를 활발히 진행하고 있으며, 차세대 에너지 보급기술 중 하나인 에너지 하베스팅 기술, 5G 통신을 위한 고성능 위상동기루프 설계 기술, 그린 에너지 및 스마트 그리드를 구현하기 위한 저전력 회로 및 송수신기에 대해서도 연구하고 있다.

대한민국 시스템반도체산업 분야의 발전과 전문 설계인력 양성에 매진해온 이강윤 교수는 이 같은 성과를 인정받아 지난해 열린 ‘제8회 반도체의 날’ 행사에서 산업통상자원부 장관 표창을 수상했다.

또한 2016년도 ICEIC Best paper award 및 반도체 학술대회 동부하이텍상, 2015년도 제16회 반도체 설계대전 특별상, 2015년도 SoC 학술대회 우수발표 논문상, 2014년도 대한전자공학회 추계학술대회 공로상, 2012년과 2010년에 RF 집적회로 기술워크숍 Best Paper Award과 대한전자공학회 논문상 등 다양한 상을 수상한 바 있다.

이 교수는 “모든 연구 분야가 마찬가지이겠지만, 집적회로 설계 분야는 특히나 단시간 내에 이론과 실무를 완벽하게 익히는 것이 어려운 분야입니다.”라며, “원하는 레벨의 실력이 빨리 쌓이지 않는다고 해서 조급해하지 말고, 인내심을 갖고 꾸준히 경험을 쌓으며 연구에 매진하다보면, 어느 순간 제대로 된 설계를 스스로 할 수 있는 레벨에 도달할 수 있으리라 생각합니다.”라고 연구원들에게 조언의 말을 남겼다.

또한 이에 덧붙여 “앞으로 반도체 산업은 고부가가치 산업으로서 계속해서 발전할 것이고, 더욱 치열한 경쟁이 전망되고 있습니다. 저희 SKKU IC Lab에서 실력을 갈고닦은 학생들이 사회 곳곳에 필요한 인재로서 그 가치를 꽃피우고, 세계 첨단 반도체 기술을 선도할 리더가 될 수 있도록 최선을 다하고자 합니다.”라고 말했다.

세계 반도체 회로 시장을 향한 대한민국의 도전에 SKKU IC Lab이 든든한 도약대가 되어주기를 기대한다.

월간 파워코리아 11월 지면 인터뷰

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