[EBN산업뉴스 류동익 기자]지난해 10월 영국 맨체스터대의 안드레 가임 교수와 콘스탄틴 노보셀로프 박사에게 노벨 물리학상을 안긴 ´그래핀(Graphene)´이 전자산업의 핫 아이템으로 부각되고 있다. 국내 연구팀을 통해 대면적 그래핀 합성법도 개발되면서 상용화에 대한 기대감도 높아지는 상황. 무엇보다 관련업계는 만성설사그래핀의 무궁무진한 응용분야에 고무된 분위기다. 10나노 이하 반도체소재뿐 아니라, 플렉서블 디스플레이, 고효율 태양전지 등 대부분의 전자기기에 활용 가능해 ´꿈의 소재´라는 찬사가 이어지고 있다.미완성 기술 그래핀, 꾸준한 관심 및 개발 필요분명 그래핀이 다양한 산업분야에서 활용도가 높은 소재이긴 하지만 연구가 시작 된지 얼마 되지 않은 기술인만큼 개선돼야 할 부분도 상당 부분 남아있는 상황이다.조병진 교수는 그래핀이 모든 반도체용의 대체재로 사용할 수 없음을 지적했다.조 교수는 어린이보험"현재 반도체산업의 기술 트렌드 관점에서 그래핀은 아날로그 RF 반도체용으로 적합한 소재이나 디지털 로직 반도체용 소재로는 적합하지 않다"고 말했다.그래핀은 전하 이동도(mobility)가 높아 굉장히 빨리 동작 가능하다는 점이 장점인 반면 원자 구조 특성상 직선형태의 선형적으로 동작해 온·오프(On·Off) 스위칭 측면에서 약점을 가진 차세대 반도체 소재다.이런 특성은 항상 온(On)상태에서만 동작해 전하 이동도가 중요한 아날로그 RF 반도체 소재로써는 매력적이나 온·오프(Off)상태를 반복해야만 하는 MCU와 같은 디지털 로직 반도체용으로 적합하지 않다는 게 조 교수의 주장이다.조 교수는 "그래핀의 온·오프 스위칭 특성을 높이기 위해서는 일정 수준이상의 밴드갭이 필요하지만, 이 경우 그래핀의 장점인 이동도가 급격히 낮아지는 문제가 발생"한다고 강조했다.그는 이어 "일반적으로 그래핀은 10만㎠/Vs 이상의 전하 이동도 성능을 보이지만, 1.6V의 밴드갭을 확보할 경우 전하 이동도는 5∼20㎠/Vs까지 급격히 떨어진다"고 설명했다.조 교수는 "전하 이동도와 밴드갭은 트레이드오프(Trade off) 관계에 있다"며 "그래핀의 밴드갭을 열어서 디지털 로직 반도체를 구현하는 것은 비현실적이다"라고 지적했다.그러나 조 교수는 "이같은 주장은 과거의 만성설사실로콘 수원교통사고기반의 반도체 구조를 그대로 그래핀 반도체에 적용했을 경우에 해당된다"며 그래핀의 발전 가능성을 한계 짓는 것에 대해서는 고지혈증경계했다.그는 "과거 실리콘관련 기술이 개발되고 사용화 되기까지는 10년이라는 시간이 걸렸다"며 "이제 개발된 지 1∼2년에 불과한 그래핀 관련 기술은 아직 진화하는 반영구학원단계"라고 설명했다.조 교수는 이어 "지금은 하루 빨리 그래핀 기술이 상용화 될 수 있도록 관심을 가지고 꾸준히 연구·개발해 나가야 할 시기"라고 강조했다.실리콘 기반 기존 설비 걸림돌…안정성·신뢰성 확보 관건무엇보다 그래핀 시장이 본격적으로 개화하기 위해서는 ´산업적 한계를 어떻게 고지혈증극복하느냐´라는 문제를 해결해야 할 것으로 보인다.그래핀이 아무리 뛰어난 물리적 특성을 보유해 소재시장에 혁신을 불러일으킬 만한 물질이라고 하더라도, 이를 사용해 실제 산업에 응용하는 기업들의 동참을 어떻게 이끌어 내는가 하는 것.그래핀의 뛰어난 이동도 및 투과성, 방열특성 등은 학술적으로는 충분히 매력적인 점이지만 제조사들의 입장에서 암보험본다면, 그래핀을 도입함으로써 시설투자 등 한꺼번에 져야 하는 투자부담이 상당할 수밖에 없다.그래핀 도입으로 기업들은 포토공정에 사용됐던 수백억원의 이머전 장비 및 에칭공정에 사용되는 화학물질 및 장비도 모두 교체해야만 한다.따라서 이런 부담들은 기업들이 그래핀 성장의 신뢰성 및 수익성이 확보될 때까지 실리콘 기반의 장비를 쉽게 버릴 수 없는 이유로 작용한다.디스플레이산업에서 AMOLED(능동형유기발광다이오드)가 LCD 대비 저전력, 고화질의 장점을 가지고 있음에도 불구하고 LCD시장을 완전히 대체하지 못하고 있는 점과 마찬가지다.뿐만 아니라 그래핀 시대로의 전환은 삼성전자, 하이닉스, LG전자 등 몇몇 대형 제조사들만의 문제가 아니다.현재 실리콘 기반 산업체인에 연관된 수많은 기업들도 강남왁싱그래핀의 등장에 촉각을 곤두세우고 연신 어떤 방향으로 진로를 선택하는 것이 이익인지 주판을 튕기고 있는 모습이다.즉 기업들은 그래핀이 실리콘기반의 시장보다 더 많은 이익을 가져다 줄 것이라는 확신이 선 다음에야 그래핀으로의 전환을 시도할 수밖에 없다.이를 위해 현시점에서 그래핀관련 연구기관들은 기업들의 투자를 이끌어 내기 위해 더욱더 기술적 웹사이트 상위노출안정성과 신뢰성을 확보해야만 한다.