서강대학교 전자공학과

김성진 교수, 정보통신기획평가원 ‘2025 양자센서상용화기술개발 사업’ 선정 

▲전자공학과/시스템공학과 김성진 교수님

본교 시스템반도체공학과/전자공학과 김성진 교수가 연구 책임자로 제안한 과제가 정보통신기획평가원의 <2025 양자센서상용화기술개발> 사업에 선정되었다. 서강대학교가 주관 기관으로 성균관대학교, 고려대학교, 경북대학교, ㈜하이보가 공동 기관으로 참여하며 연구 과제명은 “단일광자 증폭기 기반 200미터급 수중 라이다 시스템 개발”로, 2025년부터 최대 4년간 총 46.3억(중소기업 3.3억 매칭 포함)의 연구비를 지원받는다.

본 연구에서는 기존에 수중에서 거리를 파악하기 위해 사용하고 있던 음파 기반 소나 기술에 비해 정밀하고 빠른 3D 영상을 얻을 수 있는 라이다 센서를 개발한다. 라이다 센서는 레이저를 쏘고 물체로부터 반사되어 돌아올 때까지의 시간을 측정하여 거리를 계산하는 센서로 과제명에 기재된 것과 같이 단일광자 레벨의 약한 신호를 증폭할 수 있는 single-photon avalanche diode (SPAD) 소자와 시간을 디지털 값으로 변환하는 time-to-digital converter (TDC) 회로 설계 기술이 필요하다. 김성진 교수 연구팀은 자율주행차량이나 메타버스 등에 사용할 수 있는 라이다 센서 기술을 지속적으로 연구해왔기에 과제에 선정될 수 있었다. 이번 연구 과제에서는 수중 환경에 맞는 신규 SPAD 소자 및 TDC 회로 기술을 성균관대학교 연구진과 공동 개발할 예정이며, ㈜하이보와 고려대학교는 레이저 광원을, 경북대학교는 수중 환경을 위한 모듈 하우징을 개발할 예정이다. 본 연구가 성공적으로 수행될 경우 수중 지형 탐색 뿐 아니라 군사용으로도 사용 가능할 것으로 기대되며, 확보된 기술을 일반 라이다에 적용하면 악천후 상황이나 연기가 많은 화재 현장 등에서도 활용할 수 있는 차세대 라이다를 제작할 수 있다.

김성진 교수의 Bio-inspired Advanced Sensors Lab은 아날로그 집적회로 설계를 기반으로 다양한 이미지센서 및 바이오 인터페이스 회로를 연구하고 있다. 독창적인 SPAD와 TDC 구조를 설계하고 라이다 센서로 구현하였으며, 연구 결과를 반도체 올림픽이라 불리는 ISSCC 학회에서 지속적으로 논문을 발표하여 기술력을 인정받아 왔다. 이외에도 뇌 신경 신호를 읽어내는 저잡음 저전력 증폭기, Multi-electrode Array 회로, In-sensor-computing 등 최첨단 반도체 회로 기술을 개발하고 있다.