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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 올해 노벨물리학상 제라르 무루 교수와의 추억

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나의 지도 교수, 그리고 올해 노밸물리학상 수상자 제라르 무루 교수

올해 노벨 물리학상 수상자로 아서 애슈킨 미국 벨연구소 박사, 제라르 무루 프랑스 에콜폴리테크니크 교수, 도나 스트리클런드 캐나다 워털루대 교수가 선정됐다. 이 소식을 접하고 나는 깜짝 놀랐다.

공동 수상자 가운데 한 사람인 제라르 무루(Gerard Mourou) 교수가 바로 필자의 박사학위 지도 교수이기 때문이다. 약 10년 전부터 후보라는 소식은 들었으나 막상 발표되고 나니 한편 놀라기도 하고, 또한 반갑고 영광스럽기도 하다. 약 30년 전의 추억이 떠올랐다. 

      김정호 KAIST 교수

제라르 무루 교수 팀은 극초단 펄스 레이저를 처음 개발하고 그 용용 분야를 개척했다. 그 팀이 개발한 레이저는 매우 짧은 시간을 갖는 펼스(Pulse) 레이저인데, 그 펄스의 크기가 팸토초 정도의 시간 단위의 크기이다. 그 레이저 펄스의 주기는 약 100MHz 정도 인데 그 이유는 레이저 공진기 거울간의 거리를 빛이 왕복하는 시간이 결정하기 때문이다. 레이저 펄스의 크기가 팸토초 크기라면, 그 시간은 놀랍게도 1000 조 분이 1초이다. 그 짧은 시간은 자연계에 존재하는 한계 시간이고 거의 ‘0’ 의 시간이라도 할 수 있다. 대부분의 자연계 현상이 정지한 시간이다.

그 펨토초 시간은 빛이 광속으로 전파하더라도 1 마이크로미터(백만 분의 1 미터) 밖에 전진하지 못하는 순간 정지의 시간이다. 이 시간은 광속의 빛도 정지한 시간이다. 이처럼 펨토초 레이저를 이용해서 빛도 정지한 이 시간대에 일어나는 다양한 물리, 화학 현상을 탐구할 수 있었다. 정지된 시간과 빛의 세계를 탐험할 기회를 제공한 셈이다. 전자, 원자, 분자도 정지시킬 수 있다. 이처럼 제라르 무루 교수는 자연과학과 공학의 신세계를 최초로 열었다고 본다. 그가 펨토초 레이저 연구를 제일 처음 시작했고, 30년 이상 지속적으로 꾸준히 진행했다. 그래서 노벨상을 받았다.

1980년대 제라리 무루 교수와 그 제자가 펨토초 레이저를 이용해 실험을 하고 있다. [출처: 로체스터 대학]

빛의 속도와 경쟁하는 피코초 반도체

한편 필자는 박사 학위 연구에서 이러한 펨토초 레이저를 이용해서 고속 반도체 소자의 특성을 측정하는 방법을 개발했다. 자연계에 머문 극한의 시간 기술을 공학과 접목해 기존의 전자 계측기로 측정할 수 없었던 펨토초 영역의 고속 반도체 현상을 측정할 수 있었다. 특히 반도체 위에서 전자파가 빛의 속도로 전파하는 영상을 영화 같이 찍을 수 있었다.

예를 들어, 우리가 영화를 만드는데 1초에 24장 정도의 사진을 찍고, 그것을 연속으로 보여주면 동영상이 된다. 그 때 영화 필름 속의 사진은 24분의 1초마다 1장씩 찍게 된다. 마찬가지로 펨토초 단위로 반도체 위에 전자파를 발생시키고, 그 전자파의 각종 현상을 영화처럼 측정한다.

발생 시간과 측정 시간을 팸초토 차이를 주면서 영상을 계속 얻는다. 그 시간 차이는 거울을 이용해 빛이 전파하는 시간으로 조절해서 달리한다. 거울을 1마이크로미터(1 백만 분의 1 미터)를 이동하면 빛의 시간을 펨토초 정도 지연 가능하다. 이렇게 반도체 공간에 분포한 전자파 사진을 찍고 매 펨토초 마다 시간 차를 두면서 계속 사진을 얻는다.

그리고 그 사진들을 나중에 쭉 이으면 전자파가 반도체 위에서 영화를 얻을 수 있다. 이렇게 보면 시간 공간에서 정지한 빛과 전자파의 세계를 영화로 구현해 보았다.

펨토초 레이저를 이용해서 반도체 위에서 전자파가 빛의 속도로 전파하는 모습을 측정한 영상의 한 장면. [출처: KAIST]

빛의 속도와 경쟁하는 고성능 반도체 시대 대비해야

시간이 한참 지난 지난 지금 필자는 고속 반도체와 패키지 설계 분야를 연구하고 있다. 인공지능과 빅데이터 시대에 필요한 고속, 고성능, 저전력 반도체 분야의 연구이다. 한편 박사학위를 받은 연구 분야를 벗어나 기간 산업과 가까운 분야를 하는 자부심을 갖고 있으면서 다른 한편으로 기초 연구에 대한 아쉬움이 교차한다.

지금 고속 반도체 GPU나 D램은 디지털 시계에 맞추어 빅데이터를 계산하고 저장하고, 주고 받는다. 이를 설계할 때 둘 사이의 신호 전파 지연시간(Latency)과 신호간의 시간 차이(Skew)를 피코초 단위로 줄여야 한다. 피코초(1조 분의 1초)는 펨토초의 1000 분의 1 초 시간이다. 펨토초 영역에서 연구하고 익숙하다 보니, 피코초는 당연히 조정 가능하고, 설계 가능하고 구현가능한 시간대라고 생각하게 되었다.

그리고 앞으로 펨토초 영역의 고성능 반도체도 설계할 수 있다는 상상이 된다. 모두 오래 전에 펨토초 과학과 공학을 경험해 보았기 때문이다. 이러한 경험이 상상력의 원천이 되고, 이로부터 다가오는 4차 산업혁명 시대를 위한 영감을 얻는다. 

엄청난 빅데이터 속도(Big data/s)에 대한 두려움이 없다.

빅데이터(Big data)도 중요하지만 빅데이터를 얼마나 빨리 주고 받을 수가 (Big data/s) 있는가에 대한 중요성을 보여주는 개념도. [출처: KAIST]

 

joungho@kaist.ac.kr     

      

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]  

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단 49분...안세영, 세계선수권 우승 [서울=뉴스핌] 남정훈 기자 = '배드민턴 여제' 안세영(삼성생명)이 부상을 털어내고 돌아온 세계선수권에서 단 한 게임도 내주지 않는 완벽한 경기력으로 3년 만에 정상에 복귀했다. 여자 단식 세계랭킹 1위 안세영은 23일(한국시간) 인도 뉴델리에서 열린 2026 세계배드민턴연맹(BWF) 세계선수권대회 여자단식 결승에서 세계 2위 야마구치 아카네(일본)를 49분 만에 2-0(21-17 21-14)으로 제압했다. [뉴델리 로이터=뉴스핌] 안세영이 2026 배드민턴 세계선수권 여자 단식 결승전에서 일본의 야마구치를 꺾고 우승을 차지했다. 2026.08.23 wcn05002@newspim.com 이로써 안세영은 한국 선수 최초로 세계선수권 단식 정상에 올랐던 2023년 코펜하겐 대회 이후 3년 만이자 개인 통산 두 번째 금메달을 목에 걸었다. 반면 2021·2022·2025년 챔피언 야마구치는 대회 사상 최초 여자단식 4회 우승 도전을 다음으로 미뤘다. 이번 우승은 부상을 딛고 일궈낸 결과라는 점에서 의미가 더 컸다. 안세영은 지난달 일본오픈에서 왼발 통증으로 기권한 뒤 중국오픈에도 출전하지 않고 재활에 집중했다. 약 한 달의 실전 공백을 안고 세계선수권을 복귀 무대로 선택했지만 우려는 기우였다. 대회 내내 압도적이었다. 안세영은 64강부터 결승까지 6경기를 치르면서 단 한 게임도 내주지 않았다. 8강에서는 세계 5위 한웨, 준결승에서는 세계 3위 왕즈이(이상 중국)를 연달아 2-0으로 돌려세웠고 마지막에는 디펜딩 챔피언 야마구치까지 완파했다. 결승에서는 세계 1, 2위의 맞대결답게 초반부터 빠른 랠리가 이어졌다. 안세영은 1게임 7-7에서 연속 득점으로 주도권을 가져왔지만 야마구치의 반격도 거셌다. 15-15 이후 팽팽한 승부가 이어졌고 17-17까지 좀처럼 승부가 갈리지 않았다. [뉴델리 로이터=뉴스핌] 안세영이 2026 배드민턴 세계선수권 여자 단식 결승전에서 일본의 야마구치를 꺾고 우승을 차지했다. 2026.08.23 wcn05002@newspim.com 승부처에서 안세영의 집중력이 빛났다. 끈질긴 수비로 야마구치의 공격을 받아낸 뒤 날카로운 대각 공격을 앞세워 4점을 연속으로 쓸어 담으며 21-17로 첫 게임을 가져왔다. 2게임에서는 야마구치가 먼저 3-0으로 치고 나갔다. 하지만 안세영은 서두르지 않았다. 차근차근 격차를 좁힌 뒤 7-7에서 내리 4점을 뽑아 11-7로 인터벌을 맞았다. 야마구치가 11-10까지 따라붙었지만 안세영은 다시 기어를 올렸다. 탄탄한 수비를 바탕으로 상대 범실을 끌어냈고, 코트 구석을 찌르는 공격으로 16-11까지 달아났다. 긴 랠리에서도 안세영이 한 수 위였다. 30차례 넘게 셔틀콕이 오가는 상황에서도 끝까지 집중력을 유지한 뒤 절묘한 드롭샷으로 득점을 만들어내며 야마구치의 추격 의지를 꺾었다. 결국 20-14로 매치포인트를 만든 안세영은 상대 범실로 마지막 점수를 따내며 두 팔을 번쩍 들었다. [뉴델리 로이터=뉴스핌] 안세영이 2026 배드민턴 세계선수권 여자 단식 결승전에서 일본의 야마구치를 꺾고 우승을 차지했다. 2026.08.23 wcn05002@newspim.com 이번 승리로 안세영은 야마구치와 통산 상대 전적에서도 20승 15패로 우위를 이어갔다. 특히 최근 맞대결에서는 6연승을 질주했다. 올해 싱가포르오픈과 인도네시아오픈에 이어 세계선수권 결승에서도 야마구치를 꺾으며 확실한 천적 관계를 구축했다. 한국 배드민턴에는 겹경사였다. 앞서 열린 여자복식 결승에서는 이소희-백하나(이상 인천국제공항)가 세계 1위 류성수-탄닝(중국)을 2-0(21-15 21-15)으로 제압하며 1995년 길영아-장혜옥 이후 31년 만에 한국에 여자복식 세계선수권 금메달을 안겼다. 이소희-백하나가 31년의 숙원을 풀고, 안세영이 세계 최강의 자리를 되찾으면서 한국 배드민턴은 뉴델리에서 금메달 2개를 수확하는 최고의 하루를 완성했다. wcn05002@newspim.com 2026-08-23 22:05
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엔비디아 AI 서버 가격 올린다 [서울=뉴스핌] 조민교 기자 = 인공지능(AI) 투자 열풍으로 메모리 반도체 가격이 치솟으면서 엔비디아가 AI 서버 시스템 가격을 15% 이상 올린다. 높은 수익성을 자랑하는 엔비디아마저 원가 상승분을 가격에 반영하면서 삼성전자와 SK하이닉스 등 메모리 업체의 공급망 영향력이 한층 커졌다는 분석이 나온다. 22일(현지시간) 블룸버그에 따르면 엔비디아 AI 칩을 탑재한 서버 시스템 가격은 내년 초 출하 물량부터 상당수 제품에서 15% 이상 인상될 예정이다. 차세대 주력 제품인 '베라 루빈'과 '그레이스 블랙웰' 기반 시스템도 포함된다. 인상 폭은 칩 세대와 메모리 구성에 따라 달라질 전망이다.  엔비디아 로고 [사진=블룸버그통신] 가격 인상의 직접적인 배경은 메모리 가격 급등이다. AI 가속기는 대용량 D램과 함께 작동하는데 AI 데이터센터 투자가 빠르게 늘면서 수요가 공급을 앞지르고 있다. 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론이 글로벌 D램 공급 대부분을 차지하는 만큼 메모리 업체들의 가격 협상력도 강해지고 있다.  특히 높은 마진을 유지해온 엔비디아조차 비용 상승을 흡수하지 못하고 가격을 올린다는 점에서 메모리 공급난의 파급력을 보여준다는 평가다. 서버 가격 상승은 마이크로소프트와 구글, 오라클 등 대규모 AI 인프라를 구축하는 빅테크의 투자비 부담으로 이어질 전망이다. 전력과 데이터센터 건설 비용에 이어 서버 가격까지 오르면서 AI 인프라 구축 비용 상승 압력이 더욱 커질 것으로 보인다.  mkyo@newspim.com 2026-08-24 06:52
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
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