초고주파 및 집적회로 연구실
- 개요
현대의 초고도 정보통신화 사회에서 대다수의 멀티미디어와 통신용 반도체 회로들이 저비용 대량 생산의 구축이 가능한 실리콘 기반 대용량집적회로 (VLSI) 칩 형태로 구현되고 있으며, 이러한 집적회로 (IC)를 이용한 시스템 구현의 비중은 날로 증가하고 있다. 특히 설계에 있어서 자동화의 한계가 분명히 있는 아날로그 및 RF 집적회로들은 점점 더 복잡한 기능을 요구 한다. 초고주파 공학(Microwave Electronics) 및 집적회로 (Integrated Circuit) 설계 기술은 정보의 물리적인 변환을 담당함으로써 초고도 정보통신화 사회의 기반을 이루는 사물인터넷 환경을 구현하는데 있어서 중추적인 역할을 하고 있다.
- 초고주파 집적회로 기술과 사물 인터넷
사물 인터넷은 모든 사물들이 거대한 네트워크에 연결될 수 있도록 상호 간에 정보 통신 능력 (M2M)을 부여하여 초연결 사회 (Hyper-Connected Society)를 구축함으로써 물류, 교통, 차량 및 홈 네트워킹, 의료, 기간시설, 보안, 군사 분야 등에서 상호 네트워킹을 통해서 주어진 상황에 맞게 시스템이 자체적인 최적화를 가능케 합니다. 따라서 미래 성장 산업으로 막대한 경제 가치를 창조할 것으로 예상된다. 사물 인터넷 (Internet of Things: IoT)의 기하급수적인 증가로 인해 2020년 예상 260억 ~ 500억 개의 IoT가 네트워크를 구현할 것으로 예상되는데, 이에 따라 CMOS 기반 초저비용/초전력/고성능의 무선통신용 칩을 개발하기 위한 연구가 국가적인 사활을 걸고 진행되고 있다. 특히 정보의 변/복조를 통해서 전파를 매개로 정보를 전달하는 RF 송수신기는 IoT의 네트워크를 구현하는 기반기술으로 초저비용/초저전력/초소형/고성능화가 필수적이다. 이와 같은 상호 배타적인 요구 조건은 꾸준한 기술 혁신을 요구하고 있다. 한편, 현재의 4G 무선통신과 ISM 대역을 이용한 connectivity기술은 수 Gb/s 속도의 무선통신이 불가능하고 주파수 자원이 한정적이므로 차세대 5G Mobile network에서는 밀리미터파 대역의 주파수가 사용될 것이 확실시 된다. 이에 따라서 mmW 대역의 RFIC가 차지하는 비중은 앞으로 급격히 증가할 것이다. 또한, 차후에 테라헤르츠 (Terahertz) 대역을 이용하여 100Gb/s 이상의 ultra high-speed WPAN 구현에 적용하는 (IEEE 802.15.Thz) 방안도 최근 연구되고 있으며, Super-computing을 위한 초고속 network를 구현하기 위해서 실리콘 기반 RF집적회로 기술을 THz 대역에 적용하는 연구도 진행되고 있다.
