▲ 시계 방향으로 서울대학교 재료공학부 문동훈 연구원(단독 1저자), 이원식 연구원(참여저자), 장혜진 교수(참여저자), 이관형 교수(교신저자), 한정우 교수(참여저자)[출처=서울대학교 공과대학]서울대(총장 유홍림) 공과대(학장 김영오)에 따르면 재료공학부 이관형 교수 연구팀이 다양한 기판 위에서 웨이퍼 면적의 단결정(single-crystal) 2차원 반도체를 직접 성장시킬 수 있는 신기술 ‘하이포택시(Hypotaxy)’를 세계 최초로 개발했다.같은 학부의 장혜진, 한정우 교수 연구팀과 함께 연구했다. 이번 연구 결과는 2025년 2월20일 세계 최고 권위의 학술지 ‘네이처(Nature)’에 게재됐다.최근 인공지능(AI) 기술 발전에 따라 반도체 성능 향상의 필요성이 커졌고 소자의 전력 소모를 줄이려는 연구 또한 활발해졌다.따라서 기존의 실리콘을 대체할 새 반도체 소재가 주목받는 중인데 그중 얇은 두께와 뛰어난 전기적 특성을 지닌 2차원 물질 ‘전이금속칼코겐화물(Transition metal dichalcogenide, 이하 TMD)’이 차세대 반도체로 주목받고 있다. 그러나 이를 높은 품질로 합성해 산업적으로 활용할 수 있는 대량 생산 기술이 부족한 실정이다.현재 가장 유망한 합성 기술인 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD)은 전기적 특성의 저하, 성장한 TMD의 전사(transfer, 다른 기판으로 옮기는 추가 공정) 등의 문제를 안고 있다.높은 결정성(crystallinity)을 갖는 기판 위에서 TMD를 성장시키는 ‘에피택시(epitaxy)’ 방식도 성장 후 전사 과정이 수반되고 특정 기판만 사용 가능하다는 한계가 있다.반도체 및 박막 소재 제작에 필수적인 기술로 여겨졌던 이 방식은 합성 시 TMD의 결정성, 표면, 층수가 불균일해 전기적 성능이 저하되는 약점도 존재한다.고품질 TMD에 기반한 고도의 3차원 집적화 기술 개발이 현대 반도체 산업의 필수 과제로 부각됨에 따라 새로운 TMD 합성 기술의 필요성이 절실한 상황이었다.이에 연구진은 기존에 보고된 적 없는 새로운 성장법을 개발해 이 문제를 해결했다. 그래핀과 같은 2차원 물질을 템플릿으로 활용해 TMD의 결정이 정렬된 형태로 성장하도록 유도하는 방식을 고안햤다.어떤 기판에서도 완벽한 단결정 TMD 박막을 합성할 수 있는 ‘하이포택시(Hypotaxy)’ 기술을 세계 최초로 구현한 것이다.박막이 하부 방향으로 성장한 특성을 반영해 이 합성법을 ‘아래 방향’을 의미하는 ‘하이포(hypo)’와 ‘정렬’이란 뜻의 ‘택시(taxy)’를 접목한 ‘하이포택시’로 명명했다.반도체 제조 공정과의 호환이 가능한 저온(400℃)에서도 단결정 TMD를 성장시킬 수 있는 이 기술은 산업적으로 큰 의미를 지닌다.후처리 없이 템플릿이 자연적으로 제거되며 금속 박막 두께를 조절해 TMD의 층수까지 정밀하게 제어할 수 있다는 점에서도 기존 방식과 크게 차별화된다.이번 기술을 이용해 합성한 TMD로 만든 반도체 소자가 높은 전하 이동도와 우수한 소자 균일성을 보임으로써, ‘하이포택시’가 반도체 소자의 고성능화·고집적화 및 차세대 2차원 반도체 상용화에 기여할 핵심 기술로 활용될 가능성이 커졌다.아울러 ‘하이포택시’는 단순히 2차원 반도체 성장 기술에 그치지 않고 모든 결정질 박막 물질의 성장에도 적용 가능한 혁신적 기술이라는 평가를 받고 있다.기존 반도체 제조 방식의 한계를 극복했을 뿐 아니라, 템플릿을 통해 결정 방향 및 구조를 원하는 대로 조절할 수 있는 완전히 새로운 방식을 세계 최초로 제안했기 때문이다.현재 서울대 재료공학부에서 박사과정을 밟고 있는 문동훈 연구원은 기존에는 합성이 불가능해 다양한 측정에 제약이 있었던 무아레 구조(Moiré structure)를 하이포택시 성장법으로 합성시키는 연구에 주력하고 있다.이전의 합성법으로는 대면적 고품질 성장이 어려웠던 다양한 신물질에 하이포택시 기술을 적용시키는 연구도 수행하고 있으며, 향후 박사후연구원으로서 연구를 이어 나갈 예정이다.연구를 지도한 이관형 교수는 “우리가 개발한 하이포택시(Hypotaxy) 기술은 1930년대에 최초로 그 개념이 제안돼 현대 전자소자 개발을 이끈 에피택시(Epitaxy) 기술의 한계를 돌파했다”고 이번 연구의 의미를 짚으며 “하이포택시는 차세대 AI 반도체의 기반이 되는 3차원 집적을 가능케 한 만큼 재료공학 분야에서 혁신적인 접근법으로 자리매김하리라 기대한다”고 밝혔다.논문의 단독 1저자인 문동훈 연구원은 “다양한 소재를 고품질로 합성하는 대표적 기술인 에피택시에 대한 관념과 틀을 깨는 것이 가장 큰 도전이었다”고 연구 과정을 돌아보며 “기판의 종류와 관계없이 단결정 성장이 가능한 하이포택시 기술이 바로 에피택시에 대한 역발상에서 나왔듯 이번 성과가 앞으로 신물질 개발과 새로운 격자 구조의 합성 등의 분야에서 기존 연구들을 뛰어넘는 혁신적인 연구를 촉진하는 마중물이 되길 바란다”고 말했다.

▲ 중국자동차공업협회(中国汽车工业协会) 홈페이지중국자동차공업협회(中国汽车工业协会)에 따르면 2024년 11월 자동차 생산량은 343만7000대로 전월 대비 14.7% 증가했으며 전년 동월 대비 11.1% 늘어났다.중국자동차공업협회(中国汽车工业协会)에 따르면 2024년 11월 신에너지 자동차 생산량은 156만6000대로 전월 대비 7.1% 증가했으며 전년 동월 대비 45.8% 늘어났다.중국 전자제품업체 촹웨이그룹(創維集團·스카이워스)에 따르면 일본 후나이전기 TV사업을 인수하기 위한 협상을 시작했다.반도체 국제단체 국제반도체장비재료협회(SEMI)에 따르면 2030년까지 반도체 업계에서 150만 명의 신규 노동자가 추가로 필요할 것으로 전망했다.일본 정부는 2026년 부터 방위비 증강을 위한 방위증세를 시작하기로 했다. 법인세는 2026년도 부터 4% 인상하고 소득세는 2027년 부터 1% 인상하고 부흥특별소득세는 1% 인하하기로 했다.2024년 12월12일 홍콩 관세청과 아시아태평양 정보연락센터가 공동 주최한 자금세탁 및 초국가적 조직범죄 퇴치를 위한 국제 포럼이 개막했다.◇ 중국자동차공업협회(中国汽车工业协会), 2024년 11월 자동차 생산량 343만7000대로 전월 대비 14.7% 증가중국자동차공업협회(中国汽车工业协会)에 따르면 2024년 11월 자동차 생산량은 343만7000대로 전월 대비 14.7% 증가했다. 전년 동월 대비 11.1% 늘어났다.동기간 자동차 판매량은 331만6000대로 전월 대비 8.6% 증가했으며 전년 동월 대비 11.7% 늘어났다. 신차 판매 정책 뿐 아니라 11월 자동차 매매 시장이 활성화 됐기 때문이다.2024년 1~11월 자동차 생산량은 2790만3000대로 전년 동기 대비 2.9% 늘어났으며 동기간 자동차 판매량은 2794만대로 전년 동기 대비 3.7% 증가했다.중국자동차공업협회(中国汽车工业协会)에 따르면 2024년 11월 신에너지 자동차 생산량은 156만6000대로 전월 대비 7.1% 증가했으며 전년 동월 대비 45.8% 늘어났다.동기간 신에너지 자동차 판매량은 151만2000대로 전월 대비 5.7%, 전년 동월 대비 47.4% 각각 증가했다. 신에너지 차량 판매량은 전체 신차 판매량의 1.5%를 기록했다.`중국 전자제품업체 촹웨이그룹(創維集團·스카이워스)에 따르면 일본 후나이전기 TV사업을 인수하기 위한 협상을 시작했다.일본 후나이전기가 파산절차에 돌입하면서 해고된 전직 직원들의 미지급 임금, 세금을 지불할 자금 확보로 인해 매각협상이 빨라지고 있다. 북미 지역 후나이전기와 일본 내 TV 사업 일부가 촹웨이그룹이 인수하는 방안이 논의되고 있다.후나이전기는 북미지역에서 네덜란드 필립스 브랜드 TV로 미국 월마트에 공급하고 있다. 일본에서는 거대 가전 체인 야마다홀딩스에 후나이 브랜드 TV를 독점 공급하고 있다.◇ 일본생명보험(日本生命保険), 미국 자산운용회사인 TCW에 총액 US$ 5억5000만 달러 추가 투자반도체 국제단체 국제반도체장비재료협회(SEMI)에 따르면 2030년까지 반도체 업계에서 150만 명의 신규 노동자가 추가로 필요할 것으로 전망했다.고령화가 진행되면서 여성을 포함해 젊은 인재 양성이 시급한 상황이다. 정부 차원에서 인력 양성을 위한 대책 마련을 촉구했다.일본생명보험(日本生命保険)에 따르면 2024년 12월12일(현지시간) 미국 자산운용회사인 TCW에 총액 US$ 5억5000만 달러를 추가 투자하기로 했다.펀드에 의한 기업용 대출 ‘프라이빗 크레딧’ 강화를 통해 수익원을 다양화할 예정이다. 이미 약 82억 달러로 미국계 보험회사 레졸루션 라이프 인수도 공표하고 있어 해외 비즈니스 강화를 위한 투자를 서두른다.일본 정부는 2026년 부터 방위비 증강을 위한 방위증세를 시작하기로 결정했다. 법인세는 2026년도부터 4%, 소득세는 2027년부터 1% 각각 인상하고 부흥특별소득세는 1% 인하하기로 했다.담배세는 2026넌 4월부터 가열식 세율을 종이담배세율과 같이 맞춘다. 또한 담배 전체 세율은 2029년 4월부터 3회에 걸쳐 1개당 0.5엔씩 인상하기로 했다.◇ 홍콩 관세청, 아시아태평양 지역 관세청 회원들을 대상 자금세탁 방지 및 기술 법 집행 과정 실시2024년 12월12일 홍콩 관세청과 아시아태평양 정보연락센터가 공동 주최한 자금세탁 및 초국가적 조직범죄 퇴치를 위한 국제 포럼이 개막했다.홍콩 관세청이 향후 아시아태평양 지역 관세청 회원들을 대상으로 자금세탁 방지 및 기술 법 집행 과정을 실시해 홍콩 관세청의 역량 구축을 강화할 방침이다.관세청은 홍콩대와 협력 양해각서를 체결하고 앞으로 불법활동 적발을 지원하기 위한 최선의 기술 활용 방안을 모색하기 위해 홍콩대와 적극적으로 협력할 예정이다.

▲ 일본 반도체 및 전자재료회사인 레조낙(Resonac) 빌딩 [출처=홈페이지]일본 반도체 및 전자재료회사인 레조낙(Resonac)에 따르면 오픈 이노베이션을 통한 '공창형 화학회사'를 목표로 하고 있다.공창은 고객 뿐 아니라 원재료 제조업체, 장비 제조업체 등과 합께 공동으로 창조를 진행한다는 의미다. 레조작이라는 회사 명칭 자체가 공명한다(Resonate)와 화학(chemistry)의 조합한 용어다.레조낙은 2023년 기준 1조2889억 엔의 매출액을 기록했다. 매출액 중 26%는 반도체 및 전자재료에서 나왔을 정도로 중요한 사업이다.특히 반도체를 제조하는 초기 단계에 필요한 특수 가스, 표면을 매끄럽게 하는 재료, 반도체를 굳히는 수지, 반도체 각층의 접착제 기판 재료, 외층의 보호재료 등을 제조 및 판매한다.일본 반도체 업계는 한국과 대만에 의해 협공을 당해 어려운 상황에 처해 있다. 하지만 약 1조 달러에 달하는 반도체 시장에서 점유율을 높이기 위해 증산 능력을 확보하고 연구개발 능력을 강화하고 있다.일본 정부도 반도체 관련 업체의 협력과 연계를 강화하기 위해 'Manufacturing Japan Summit 2024'를 개최했다. 업계와 업종을 넘어 광범위한 협력을 이끌어 내기 위함이다.참고로 레조낙은 2023년 히타치화성과 쇼와전공이 합병해 탄생했다. 히타치화성은 반도체 재료의 복합화와 평가기술에 강점을 갖고 있었다. 반면에 쇼와전공은 특수수지 등 화학제품의 경쟁력이 우수했다.

▲ 일본 물류회사인 재팬머티리얼(Japan Material) 사업 소개 [출처=홈페이지]일본 물류회사인 재팬머티리얼(ジャパンマテリアル)에 따르면 2024년 3월19일 반도체재료가스의 철도 운송을 시작했다.반도체를 제조하는 과정에서 사용되는 반도체재료가스의 운송을 화물철도와 트럭을 이용한 모달 콤비네이션으로 추진한다.2023년 6월부터 미에현의 욧카이치역에서 이와테현의 미즈사와역까지 철도컨테이너를 이용해 수송하는 실증실험을 전개했다.트럭으로 반도체재료가스를 운송하는 것과 비교해 철도컨테이너도 화물에 대한 진동, 온도 유지 등 수송 품질이 떨어지지 않는 것을 확인했다.참고로 재팬머티리얼는 니혼트랜시스티, 니혼화물철도(JR화물)와 협력하고 있다. 물류회사는 탄소중립의 이행, 운전자 부족으로 인한 고충, 반도체산업의 중요성 증대 등에 대응하고 있다.

일본 글로벌 정밀화학기업인 후지필름(Fujifilm Corp.)에 따르면 미국 내 생산거점에 향후 3년간 총 ¥100억엔을 투자할 계획이다. 반도체 재료의 개발, 생산 및 판매를 위한 공급시스템 강화가 목적이다.인공지능(AI), 사물인터넷(IoT) 및 5G 네트워크와 같은 기술의 보급으로 인해 반도체에 대한 수요증가가 예측되고 있기 때문이다.이를 위해 후지필름은 개발, 제조 및 품질 보증을 위해 아리조나(Arizona)와 로드 아일랜드(Rhode Island)에 위치해 있는 시설을 강화할 방침이다.특히 후지필름은 애리조나에 위치한 공장에 최첨단 검사기계로 새 건물을 건설할 예정이다. 이를 통해 반도체 웨이퍼와 고순도 솔벤트를 연마하기 위한 화학물질 개발을 가속화할 수 있을 것으로 기대된다.▲ USA-Fujifilm-semiconductor material▲ 후지필름의 반도체 재료(출처 : 홈페이지)

일본 섬유제조업체인 테이진(帝人)에 따르면 2017년 9월 딱딱하고 가공하기 어려운 탄화 규소 등 반도체 재료를 고속으로 연마할 수 있는 기술을 개발했다. 관련 기술을 적용하면 기존 대비 연마 속도가 2.8배 향상된다. 가공에 걸리는 비용을 억제하는 것이 주요 목표로 3년 이내로 실용화할 계획이다.개발한 것은 송전망 및 철도 등의 전력제어에 사용하는 '파워반도체'의 기판재료를 가공하는 기술이다. 대표적인 재료로는 탄화 규소가 있다.참고로 탄화 규소는 저소비 전력이지만 실리콘의 약 4배의 경도가 있어 가공하기 어려운 결점이 있었다.▲테이진(帝人) 홈페이지