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나노기술은 나노미터(nm) 범위(1~100nm)에서 특유의 기능을 갖도록 구조체를 만들고 이를 재료, 공정, 소자에 응용하는 기술이라 정의하며, 기존의 이론(고전역학)이 아닌 새로운 이론(양자역학)이 적용된다. 1nm는 머리카락 굵기의 8만 분의 1에 해당하며, 수소원자 10개가 모인 정도이다. 나노(Nano)는 10억분의 1을 나타내는 접두어로 희랍어 나노스(난쟁이)에서 유래했다.
기존 물질의 화학성분을 변화시키지 않고 눈에 보이지 않는 나노 수준에서 조작하면 기존의 눈에 보이는 마이크로(㎛) 수준에서 나타나지 않는 전혀 새로운 특성들의 구현이 가능해진다.
▲연구내용과 국내외 연구동향
과학기술부는 21세기 프론티어사업의 하나로 테라급나노소자개발사업단을 2000년 7월 발족했다. 기존 반도체 소자 제작기술로는 향후 5~10년 내에 기술·제조상의 한계에 직면하게 된다. 사업단은 이러한 한계를 극복할 나노기술을 통해 2010년에 테라급의 나노소자 시제품을 만들고자 한다.
21세기 삶의 지도를 바꿀 수 있는 산업이 나노기술에서 출발할 수 있다는 가능성과 거대시장 형성을 인식한 세계 각국은 나노기술에 막대한 연구비를 국가차원에서 투입하고 있다. 1997년도 4억3200만 달러에서 2006년도 64억 달러로 약 15배가 증가하였다. 2005년 10월 기준으로 미국 일본 EU 중국 대만 등 62개 국가에서 선택과 집중의 NT개발 장기 전략을 수립하고 있다.
우리나라 정부는 나노기술 개발을 위해 2001년 7월 나노기술종합발전계획을 수립했다. 나노기술은 BT IT 등 여타 기술 분야와는 다르게 기술개발 초기단계에서부터 정부차원의 중장기 정책이 수립되어 추진되었다.
▲시장성 및 파급효과
나노기술은 산업 전반에 걸쳐 응용될 것으로 예측되나, 그 중에서도 전자소자 분야에서 제일 먼저 실용화가 이루어질 것으로 보인다. 본 사업의 테라비트(Tbit)급 메모리소자, 테라헤르츠(THz)급 초고속소자, 고기능센서소자가 실용화되면 2015년 6000억 달러로 예상되는 반도체 시장을 상당부분 대체할 것으로 보인다.
이러한 소자들을 기반으로 하나의 칩에 여러 개의 소자들을(MPU) 복합화한 칩이 등장할 것으로 예상된다. 이러한 칩이 개발되어야 비로소 200평 크기의 슈퍼컴퓨터가 손바닥만하게 작아질 수 있다. 또한 명령만을 수행하는 기존 컴퓨터와는 다른 인공지능 로봇이 등장하고, 외국어 자동동시통역, 실시간 비디오 회의가 가능한 포켓용 초미니 슈퍼컴퓨터, 유비쿼터스 컴퓨터라고 통칭되는 초소형 휴먼 컴퓨터들이 손목시계 허리띠 모자 안경 심지어 옷과 구두 속으로 옮겨가면서 우리가 상상할 수 없는 세계가 열릴 것이다.
▲미래의 비전
향후 10, 20년 후에는 정보 환경 의료 군사 재료 농업 등 모든 분야에서 나노기술을 빼고는 얘기할 수 없게 될 것이다. 더욱이 우리경제의 명암을 좌우하는 초고집적반도체(64기가 이상)의 경우 나노기술이 없으면 제작이 불가능하며, DNA가 갖고 있는 유전정보의 분석을 통해 생명체의 구조와 활동을 제어하는 것도 나노기술이 필수다. 다시 말하면 나노기술 없이는 우리나라 반도체산업과 바이오 기술이 정체하게 되어 세계와의 경쟁에서 영원히 낙오할 수 있다. 비록 나노기술은 장기적인 투자가 필요하지만, 무궁무진한 파급효과와 응용이 가능한 기술의 보고이다. 새로운 벤처 비즈니스의 찬스가 열려있는 셈이다. (재)테라급나노소자개발사업단 단장
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