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21세기 정보통신혁명을 가능하게 한 소재를 꼽으라면 단연 반도체를 떠올릴 수 있다.컴퓨터를 통해 동영상을 즐기고 음악을 들을 수 있게 된 것도 화상과 음향을 재현하는 기능을 갖춘 반도체칩이 내장돼 있기 때문에 가능해진 일이다.앞으로 얼마나 다양한 새로운 기능들을 갖춘 반도체칩이 개발되느냐에 따라 컴퓨터가 인간에게 제공할 메뉴의 종류가 정해질 것이다.그래서 미래 첨단사회의 이미지를 그리는 광고에서 반도체칩이 곧잘 등장한다.

그런데 전자제품을 개발할때 반도체칩 못지 않게 성능을 개선해야 할 중요한 분야가 있다.반도체칩을 포장하는 일,즉 패키징 분야다.

벽돌 크기의 휴대폰이 손바닥만하게

처음 휴대폰이 등장했을 때 그 크기는 벽돌만 했다.반도체칩 자체도 큰 용량을 차지했지만 무엇보다 반도체칩들을 고정시키고 이들을 연결시키는데 사용된 기판이 만만치 않은 면적을 필료오 했기 때문이다.

현재 휴대폰의 크기는 많이 줄어들어 손바닥 안에 들어갈 정도까지 개발됐다.

이 소형화에 기여한 절반 이상의 이유는 바로 패키지의 크기가 줄었다는 점이다.하지만 여전히 반도체칩에 비해 패키지가 차지하는 크기는 8배 정도에 달한다.전자제품의 성능이 얼마나 향상될 수 있는지에 대해서도 패키지의 크기가 중요하게 관여한다.예를 들어 데이터처리속도가 1GHz이상인 PC를 떠올려보자.이를 실현시켜줄 반도체칩이 개발됐다 해도 현재의 패키지 기술 수준 아래에서는 온전히 제기능을 발휘할 수 없다.

반도체칩에서 발생한 전기 신호가 패키지라는 '벽'에 부딪히기 때문이다.패키지가 반도체칩의 전기적 성능에 대한 저항으로 작용하는 것이다.그래서 반도체칩을 1GHz수준으로 만들어도 현재의 패키지 기술로는 절반 정도의 처리속도를 발휘하는 컴퓨터가 출시될 수밖에 없다.

제품의 크기를 획기적으로 줄이고,반도체칩이 제기능을 발휘할 수 있도록 저항이 적은 패키지를 만드는일.21세기 세계 전자제품 시장에서 승리하기 위해서 반도체칩 연구에 못지 않게 떠오르는 중요한 분야다. 바로 KAIST재료공학과 마이크로전자패키징 연구실의 중점적인 연구 과제다.

패키지의 용량을 줄이기 위해 가장 쉽게 떠올릴 수 있는 방법은 아예 반도체칩끼리 직접 연결시키는 일이다.실제로 마이크로전자패키징연구실에서 최근 이 방법을 이용한 패키지 기술 개발에 성공했다.기존 전자제품의 크기를 1/4로 줄이고 작동 속도는 2배 이상 증가시킬 수 있는 수준이다.

배터리 기술 극복이 과제

"지금 추세라면 10년 내 IMT2000이 시계 안에 들어가는 단계까지 발달할 것입니다." 연구실을 이끄는 백경욱 교수의 말이다.손목시계를 보며 화상전화가 가능한 시대가 곧 열린다는 의미다.물론 배터리 기술이 이 수준에 따라온다는 전제에서 말이다.

현재 마이크로전자패키징연구실에는 박사과정 6명과 석사과정 3명이 연구에 몰두하고 있다.현재보다 크기와 무게가 절반 정도인 가벼운 휴대폰을 '부담없이' 목에 걸고 다닐 수 있을지 여부가 이들의 손에 달려있다.