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전자공학 「기능소자」시대로

중앙일보

입력

지면보기

종합 06면

「라디오」· TV· 전화로부터 전자계산기, 우주선 속의 무수한 전자기기에 이르기까지 전자공업의 소산들은 이루헤아릴수 없을 정도로 많다. 그런데 오래쓰고 작고 다루기쉽고 싸야하는 것은 어느 전자제품에서나 마찬가지.「라디오」는 부분품이 몇십개면되고 TV는 몇백개면 조립이된다. 그러나 항공전자기기는 1만개 가까운 부분품이 있어야하고 중형전자계산기는 10만개가필요하게된다.
더욱이 대형 전자계산기는 1백만개 가까운 부분품으로 만들어져 있으며 전자교환기는 그보다도 더 많은 부분품이 있어야 된다. 이런 많은 부분품으로된 전자제품을 보다 오래쓰고 작게 다루기 쉽게 싸게 만들기 위해서 진공관- 「트랜지스터」-IC길을 밟아오게 됐고 70년초를 목표로 다시 LSI (고집적회로)가 개발되고 있는 중이다.

<포논연구에 주목>
이렇게 초소회로를 향해 진보해 나가는 것까지는 좋지만 작아질수록 「트랜지스터」 콘덴서·「다이오드」·저항기· 코일 등을 배치하는 것이 더욱 복잡해진다. LSI쯤에 이르러서는 전자계산기의 힘을 빌지 않으면 설계조차도 해낼 수 없게 된다.
아무리 초소형화하더라도 내용은 「트랜지스터」 시대때와 근본적으로 다를게 없어서 접촉 불량에의한 고장도 어느 한계 이하로는 줄지않고 「에너지」 손실과 「코스트」 도 어느정도 이하하로 내리지 않는다. 그래서 이런 복잡한 회로와 같은일을 1개의 소자가 할수있게하는 길이 모색되었으며 그 결과 「기능소자」가 나오기에 이르렀다. 기능소자는 지금 개발초기에 놓여있는것이지만 「라디오」 나 TV의 중간파 「트랜스」 와 전류의 크기로 주파수를 조절하는 「튜너」 등은 기능소자화되는데 이미 성공을 거뒀다.
앞으로 반도체를 누를 「일텍트로닉스」 시대의 새로운 총아로 등장할 기능소자에 대해 미국등 여러 나라에서 연구되고 있는데 기능 소자로서의 가장 커다란 잠재능력을 갖고 있는 것으로 「포논」 (Phonon·음양자 ) 이 주목되고 있다.
금속이나 반도체속을 전자가 통과할 때는 금속과 반도체를 이루는 원자의 격자에 전자가 부딪쳐서 격자를 흔든다. 이때 직접 격자를 흔드는 일을 하는 것이 바로 「포논」 이다.

<앞으론 벽tv도>
「포논」이 개발되면 현재로서는 한낱 꿈이라고 여기고있는 「마이크로」파 초음파의 증폭이 가능해진다.
TV에 쓰는 5천 「메가헤르츠」 내외의 「마이크로」파와 같은 정도의 진동을 음으로 내게되는결과 벽TV·해저탐험용초음파· 「홀로그래픽」 등의 개발이 가능하게 된다고 한다.
유화 「카드뮴」 과 같은 유전물질의 결정에 「마이크로」 파 초음파를 대주면 결정속을 초음파의 파도가 무늬모양을 하며 나간다. 이 초음파의 무늬를 향해 「례이저」광선을 대주면 「례이저」 광의 파도와 초음파의 음의 파도가 간섭을 하는 결과 「레이저」 광선이 굴절하게 된다. 이때 굴절하는 도는 초음파의 주파수에 비례하니까 초음파의 주파수를 주기적으로 바꾸면 「레이저」 광선을 세로로 내리게한다.
같은이치로 직각으로 겹치게되면 「레이저」 광선을 평면형으로 내리게 할 수 있다. 그래서 「래이저」 광선의 세기를 보통 「브라운」관의 전자 「빔」(속)을 변조하는 것 같이 변조하면 벽의 「스크린] 위에 TV영장이 재현된다. 특히 잔광성이있는「스쿠린」 을 쓰면 선명한 화상이 얻어진다고 하며 그 밖에 화면이 신축자재일 뿐 아니라 3종의 「례이저」 광선을 쓰면 「칼라」 TV가 된다고 한다.0X선으로 되지않는 물질의 극미구조해석에드 「마이크로」파 초음파는 쓰일것으로 보고 있다. 그리고 소자의 재료로는 유화 「카드뮴」 이외로 「인디움」 「안치몬」 「카드뮴」비소등이 알려져있다.


이렇듯 외국의 전자공업은 눈부신 발전을 보이고 있는데 앞으로는 기능소자에도 만족하지 않고 또 새로운 것을 탐색할 것이다. 그런데 우리나라 전자공업계는 어떤가. 이미 60년부터 중요성이 인식되기 시작하여 지금 외국에서 한창인 IC조차 우리나라에선 벅찬 대상이다.
미국 「컬럼비아」대 전자공학과 주임교수인 김완희박사가 여러차례 한국을 드나들면서 주장했던 전자공업「센터」도 자금이 삼십억 드는 것이라 하여 흐지부지되고 말았다. 겨우 1억원정도의 예산은 한국 과학기술 연구소와 상공부 산하의 국립 공업연구소 및 한국정밀기기「센터」 로 세조각으로 끝나고 말았다. 그래서 김완희박사의 주장하는 「스케일」 정도로 밀고 나가더라도 우리나라 전자공업이 외국수준을 바라볼까말까인데 그 정도로야하며 입맛을 다시는 사람이 많다.
그리고 그 3개기관으로만 가고 현재로는 가장 시설이 완비된 원자력연구소 그리고 많은 전자공학자들이 있는 대학과 학회가 무시된데 대해 앞날의 전자공업을 우려하는 소리가 일고있다.

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