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출시를 앞둔 프린트된 전자 소자들
2011-01-13
장종관
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KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2010-12-09
실리콘 소자들처럼 고속이거나 고용량이 아닌 저비용 프린트된 센서들, 트랜지스터들, 메모리 소자들은 현재 비용 효율적이지 않은 곳에서 센서들의 폭넓은 사용이 가능하다. 폐기 가능한 소자들은 제약의 온도, 운반 동안의 식품 안정성, 공기 성질에 관한 정보를 조사하고 저장할 수 있다.
제록스(Xerox)의 팔로 알토 연구 센터(PARC)의 연구원들은 센서들과 트랜지스터들을 포함한 프린트된 전자기기들을 만들기 위한 재료들을 개발해 왔다. 캘리포니아주 산타클라라에서 열린 Printed Electronics USA학회에서 PARC는 연구 원형(prototype)들을 기반으로 제품을 개발하기 위한 두 가지 제휴들에 대해 자세히 설명했다. PARC는 연구 센터의 프린트된 트랜지스터를 사용하는 더 높은 용량을 가진 프린트된 메모리 소자들을 만들기 위해 노르웨이 회사인 Thin Film Electronics와 일 할 것이다. 또한 PARC는 프린트된 온도 센서들 기반 제품들을 개발하기 위해 미네소타주 세비지의 Soligie와 일하고 있다.
프린트된 전자기기들에서 가장 흥미로운 점은 말수 있는 디스플레이 소자들과 같은 복잡한 소자들 내에서 실리콘 전자기기들을 대체할 가능성이 있기 때문이다. 이 종류의 응용들의 경우, 연구원들은 빠르고 효율적이지만 휠 수 있고 저가인 물질들을 실리콘의 성능과 맞추기 위해 일하고 있다.
이 정교한 프린트된 전자기기들은 상업화되는데 몇 년 남지 않았다. Thin Film의 CEO인 Davor Sutija는 이 회사가 프린트된 전자소자들이 현재 작동할 수 있다는 것을 입증하기 위해 간단한 응용제품을 시장으로 내보내기를 원한다고 한다. 이 회사의 20비트 프린트된 메모리 소자들은 내년 상반기 내에 출시될 것이다.
이 우표크기의 메모리 소자들을 집적화하는 제품들은 온라인 게임들과 함께 짝을 이루는 플레잉(playing) 카드들에 포함될 것이다. 아이들은 PC와 휴대용 기기 사이에 그들의 플레잉 히스토리(history)를 전송하는데 이 카드들을 사용할 것이다. 작은 양의 메모리만을 필요로 하는 장난감이나 게임들에 대하여 플래쉬 같은 실리콘 기반 메모리를 이용하는 것은 너무 비싸다. Sutija는 소비자가 많은 장소에서 작은 양의 데이터만을 저장하여야 할 때 그들은 수 센트들을 지불하고 구입할 수 있는 프린트된 전자기기를 선택할 것으로 생각했다.
Thin Film의 메모리 소자들은 신문을 대량으로 찍어낼 때 주로 사용되는 것과 같은 공정인 롤투롤(roll-to-roll) 프린팅을 이용하여 플라스틱의 긴 릴(reel)들 상에 제조되고 있다. 그들은 서로 수직인 와이어 같은 전극들의 상부와 하부층들 사이에 전기적으로 민감한 폴리머층을 삽입한다. 전극들이 가로지르는 곳에서 캐패시터(capacitor)라 불리는 전하 저장 소자가 만들어 진다. 작은 전압이 이 캐패시터에 인가될 때, 캐퍼시터 내 폴리머의 방향이 변한다. 이 방향 변화은 “1”과 “0”을 만든다. 현재 소자들은 저장 용량에 관련된 큰 풋프린트(foorprint)를 가진다. PARC와 함께 연합으로 저장 밀도를 증가시킴에 의해 Thin Film은 개별 아이템(item)의 히스토리에 관한 정보를 저장하기 위해 폐기할 수 있는 패키징(packaging)내 사용에 대한 전파식별(RFID) 태그(tag)들과 집직화할 수 있는 프린트된 메모리 제품을 만들기를 원한다. 현재, 이것은 폭넓게 사용하기에는 비싼 실리콘 칩들을 필요로 한다. 그러나, 더 싼 소자들은 예를 들어, 봉지에 담긴 시금치를 가진 수 많은 상자들을 가진 화물 운반대(pallet)들보다 시금치 한 봉지의 히스토리에 대한 정보를 가질 수 있게 해준다. 그리고 더 많은 휴대전화들이 시금치 여러 봉지와 같은 물건들 위에 유비쿼터스 RFID를 읽거나 비접촉 신용카드처럼 작동할 수 있을 근거리 통신 소자에 집적화하기 시작하기를 기대하고 있다.
프린트된 메모리 소자들의 저장 밀도를 향상시키기 위해, Thin Film은 PARC의 프린트된 트랜지스터들을 집적화할 것이다. 이는 소자에 읽고 쓸 필요가 있는 전기 접촉 패드들의 전체 수를 줄일 수 있을 것이다. Sutija는 PARC와의 협력은 10 센트보다 작은 비용으로 128비트 메모리 제품을 만들 수 있을 것이라고 말한다.
프린트된 전자기기 회사 Soligie는 공기 조화기(conditioner), 오븐, 및 약들을 배송할 때 사용되는 컨테이너들 내에서 흔하게 발견되는 프린트된 온도 센서들 또는 “서미스터(thermistor)들”을 상업화하기 위해 PARC와 일하고 있다. 그들은 전기 저항이 온도에 따라 변하는 물질들을 기반으로 한다. 흔히 그들을 제조하는 것은 단단한 와이어 같은 구조를 만들기 위해 고온에서 세라믹 재료들을 열처리가 필요하다. PARC는 제조하기에 비싸지 않는 휠 수 있는 서미스터들을 만들기 위해 프린트 가능한 물질들을 개발했다고 PARC의 비즈니스 개발담당 수석 이사인 John Knight가 말한다.
PARC가 Soligie와 상업화할 서미스터들은 온도를 읽어내기 위해 실리콘 칩과 연결이 여전히 필요하다. 연구원들은 모든 프린트된 회로들과 서미스터들을 집적화하기를 기대한다. 이 회사는 내년 상반기에 소비자들에게 원형들을 보내기 시작할 것이다.
출처: http://radar.ndsl.kr/radDetail.do?cn=GTB2010120153
영문출처: http://www.technologyreview.com/computing/26826/?mod=chfeatured&a=f
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