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나노일렉트로닉스 기반기술 창성 - 미세화 , 집적화 , 저소비전력화의 한계 파괴를 목표로 - ○ 본 제안은 현재의 일렉트로닉스를 지지하고 있는 CMOS 기술의 한계를 넘는 새로운 개념과 기술에 입각한 장래산업의 기반 확립을 향한 나노일렉트로닉스의 실증연구개발의 전략적 추진에 관한 제언이다 . ○ 현재 , 일본의 산업계에서는 신기간 산업창출을 위하여 나노일렉트로닉스개발 시나리오에 대한 논의가 시작되었으며 , 그 구상과 연대하면서 대학 , 독립법인 연구기관이 주체가 되어 기술시즈 (seeds) 를 탐색하는 연구개발의 전략을 제언한다 . ○ 정보통신기기가 처리하는 정보량은 매년 지수함수적으로 계속 증대하고 있으며 , 일렉트로닉스 디바이스의 미세화 , 집적화는 앞으로도 필수적인 흐름이 될 것이다 . 그러나 미세화의 물리한계와 미세화에 의한 특성의 불규칙 증대 , 집적화에 동반되는 소자의 소비전력 증대가 장래 큰 문제가 될 것이다 . 이 한계를 돌파하기 위해서는 현저하게 발전된 나노사이언스 및 나노테크놀러지를 구사하고 , 현재 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor; 채널이 다른 MOS 집적 회로를 짜맞추어 구성한 칩 ) 를 넘는 새로운 동작원리에 기초한 디바이스의 실현을 목표로 한 연구개발 및 그것에 필요한 신재료의 탐색이 필수이다 . 해외에서는 이미 이 분야에 많은 액수의 연구투자를 해왔으며 , 일본도 국가 주도로 앞으로 연구개발을 가속할 필요가 있다 ○ 구체적 연구개발과제는 다음과 같다 . (1) 고속화 , 대용량화 , 저소비전력화 , 고신뢰화를 위한 신원리 , 신구조 논리소자 / 기억소자의 동작검증과 디바이스기술 구축 (2) 나노일렉트로닉스 디바이스을 위한 신재료 탐색과 디바이스적용 가능성의 실증 상기 (1) 은 전하를 논리변수로 한 현재의 논리소자를 대신하는 신상태변수를 이용한 디바이스 및 초고속 , 초대용량 , 초저소비전력화를 위한 신원리 기억소자의 연구개발에 관한 것이며 , (2) 는 신원리 , 신구조의 논리소자 , 기억소자 실현을 위해 필요한 신재료의 연구개발에 관한 것이다 . 신원리 디바이스의 신상태변수의 예로서는 스핀 , 상상태 ( 相 #29366; 態 ) , 분극 , 분자배치 등이며 , 어느 쪽도 전하를 이용하지 않으므로 에너지가 흩어져 소비되지 않고 , 정전용량에 의한 연장도 없으므로 , 이러한 신상태변수를 이용한 디바이스가 실현되면 초저소비전력화 , 초고속화로의 가능성이 넓어진다 . 이들은 현재 실현되지 않았으며 , 일부는 개념의 실증조차 되어 있지 않다 . 따라서 난이도는 극히 높으나 , 실현되면 임팩트는 대단히 크다 . ○ 연구개발의 효율적인 추진을 위해서는 연구개발 거점의 설치 , 산학독 ( 산업계 , 학계 , 독립법인 연구기관 ) 의 연대연구 , 국제화대책 , 인재육성을 연구개발 성과로 볼 관점이 필요하다 . 구체적으로는 다음과 같은 추진방법을 제안한다 . (1) 연구개발 거점 나노일렉트로닉스 기반기술의 연구개발에서는 고도로 관리된 설비장치가 필요하다 . 유럽과 미국의 글로벌 연구거점을 참고하여 일본의 상황에 적합한 연구개발 거점을 설치하고 많은 연구자가 거점에 집결하여 연구개발 추진을 도모하는 것이 필요하다 . (2) 산학독 연대 연구개발 성과를 원리적 수준에 멈추게 하지 않고 효율적으로 실제 사회에서 사용할 수 있게 하기 위해서는 산학독 연대관계가 구축되어야 한다 . 산학독이 집결하여 폭넓은 시즈 (seeds) 에 관하여 연구개발을 수행하면서 진보단계에 대응하여 산학독이 계획을 변화시키는 체제를 검토해야 한다 . (3) 국제화 장래 시즈 탐색형 연구개발에서는 국외로부터 세계 톱레벨의 연구자 및 의욕적인 학생이 참여하도록 하는 추진체제가 필수적이다 . 예를 들면 , 연구자의 자식을 위한 국제학교와 같이 가족들이 자국에서 경험할 수 없었던 사회 인프라면에서의 정비가 특히 필요하다 . (4) 인재육성 장기적인 관점에서 본 일본의 나노일렉트로닉스 분야의 최대 문제는 장래를 담당할 인재의 부족이다 . 본 제안 프로그램에서는 단순히 기술개발 성과만을 추구하는 것이 아니라 인재육성도 중요한 성과이다는 관점에서 연구개발을 추진해야 한다 . ○ 일렉트로닉스 디바이스에서 미세화 , 집적화 , 저소비전력화의 한계의 파괴 / 회피는 현재 상태의 기술연장이라는 측면에서도 해결이 곤란한 문제로 신원리 , 신구조 , 신재료의 검색과 이것을 이용한 디바이스 연구개발에 대한 장기적인 대처가 필요하다 . - 목차 – 제안 내용 연구투자 의의 구체적인 연구개발 과제 연구개발 추진방법 과학기술상 효과 사회 , 경제적 효과 시간축에 관한 고찰 검토 경위 연구개발 과제의 상세 국내외 상황 |
