초고속 통신 조건 만족… 6G 통신 시스템 상용화 기대
이차원 반도체 물질 기반 6G 통신 스위치. UNIST 제공
전기를 덜 잡아먹으면서 신호는 빠르고 정확하게 처리할 수 있는 6G 통신용 반도체 소자가 개발됐다.
6일 울산과학기술원(UNIST)은 김명수 전기전자공학과 교수가 미국, 프랑스, 이스라엘 연구진과 공동으로 저전력 초고속 아날로그 스위치(무선 통신 전파를 골라내 전달하거나 차단하는 데 쓰는 반도체 소자)를 개발했다고 밝혔다.
자율주행, 증강·가상현실(AR·VR) 등을 완벽히 구현하기 위해서는 6G 수준의 통신기술이 필요하다. 특히 통신 소자가 소비하는 전력을 줄이는 것이 핵심이다. 기존 다이오드나 트랜지스터 기반 아날로그 스위치는 작동 하지 않을 때도 대기전력을 소모하는 문제를 가지고 있다.
연구팀은 2차원 반도체물질인 이황화몰리브덴을 이용해 대기전력 소모가 0인 아날로그 스위치를 개발했다. 이 스위치는 테라헤르츠 고주파 영역에서도 작동해 IEEE(국제전기전자공학회) 6G 통신의 데이터 전송 요구 속도(100Gbit/s)를 만족한다. 또 복잡한 신호 변조(신호를 빠르게 전달하기 위해 전파를 적합한 주파수나 파형으로 바꾸는 과정) 기술도 지원 가능해 데이터 양이 많은 AR·VR을 끊김 없이 볼 수 있다.
김명수 교수는 “6G 기술용 통신 소자는 100 Gbit/s의 데이터 전송 속도, 테라헤르츠(THz) 영역의 동작 주파수 조건을 만족하는 동시에 복잡한 변조 기술을 지원할 수 있어야 한다”며 “저전력 통신 소자 개발을 통해 6G 통신 시스템 상용화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구결과는 네이처(Nature)지의 전기전자공학 권위 자매지인 네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)에 지난 31일자로 공개됐다. 연구에는 미국 텍사스 오스틴 대학교, 프랑스 릴 대학교, 이스라엘 테크니온공대가 함께 참여했으며, UNIST U-K 브랜드 과제 등의 지원을 받아 이뤄졌다.
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