○ 나노기술ㆍ재료를 기반으로 한 ICT 나노일렉트로닉스 기술은 IoT(Internet of Things), 인공지능(AI) 시대에 대표가 되고 앞으로 스마트 정보 사회, 혁신적 환경 에너지 사회, 세계 최고 수준의 의료ㆍ복지 사회를 지탱하는 공통기반 기술로 자리매김함. 이제부터의 전자기기는 미래의 다양한 어플리케이션을 주시하며 더욱 고성능화ㆍ고기능화와 함께 지금까지와는 격이 다른 초저소비전력화를 강하게 요구하며, 전 세계의 경쟁이 치열해지는 분야임.

○ 현재의 CMOS 기기는 세밀화의 물리적 한계, 불규칙한 특성의 증대, 소자의 소비전력 증대 등이 보이기 시작했으며, 이 한계를 돌파하는 방안으로 몇 가지의 나노일렉트로닉스의 경향이 보임.

- 첫 번째는 지금까지의 재료에는 없던 새로운 기능의 활용을 목표로 두고 있는 신규 기기ㆍ재료 개발임. 예를 들어, 기존의 벌크 재료와는 다른 물성의 표면ㆍ계면을 가지는 그래핀이나 토폴로지컬(Topological)절연체와 같은 이차원 기능성 원자 박막 등의 신재료 특성을 활용하여 비약적인 소비전력 절감과 초고속화를 가능케 하는 혁신적인 기기 제작 등을 목표로 하는 흐름임.

- 두 번째는 나노 CMOS와 스핀 디바이스, 포토닉 기기, MEMS/NEMS, 바이오 센서(기기) 등을 새로운 배선접합 기술인 TSV(Through Silicon Via, 실리콘관통전극)나 근접자기장 결합 등의 신규 실장 기술을 사용해 이종 기능의 기기를 삼차원적으로 집적화하는 기술임. 여기에는 메모리와 프로세서를 적층 집적화하는 기술도 포함됨.

- 세 번째는 비휘발성 로직이나 뉴로모픽(neuromorphic)컴퓨팅, 동적 재구성 프로세서, 양자 컴퓨팅 등으로 대표되는 신규 아키텍처를 도입하여 미래의 초고성능과 초저소비전력 컴퓨터 기술을 확립하려는 흐름임. 이러한 새로운 어플리케이션이나 서비스를 만들어내는 혁신적인 나노일렉트로닉스 기반을 구축하기 위해서는 기본 기기 개선만 하는 접근으로는 한계가 있고 집적회로 레벨부터 시스템 레벨, 더 나아가 아키텍처의 시점에서 검토도 중요함.

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