실리콘 반도체 칩 없이 섬유 자체가 정보를 처리하는 섬유집적회로(FIC) 기술이 상용화를 위한 중요한 발전을 이루었습니다. 이 기술은 대형 트럭이 지나가도 손상이 없을 정도로 충격에 강하며, 웨어러블 기기뿐만 아니라 원격 의료, 가상 현실, 뇌과학 연구 등 다양한 분야에 혁신적인 패러다임을 제시할 수 있습니다.
중국 푸단대학교 펑후이성 교수팀은 '다층 나선형 구조를 통한 섬유 집적 회로(Fibre integrated circuits by a multilayered spiral architecture)' 논문을 세계적인 과학저널 네이처(Nautre)를 통해 발표했습니다. 이 연구를 통해 섬유형 전자 기기가 정보 처리를 담당하는 집적 회로를 유연한 섬유 형태로 구현할 수 있는 '물리적으로 유연한 두뇌'를 개발했습니다.
연구팀은 다층 나선형 아키텍처를 이용하여 평평한 고분자 기판 위에 트랜지스터, 저항기, 축전기 등 미세 소자를 제작하고, 이를 촘촘하게 감아올려 센티미터당 10만개 트랜지스터를 집적할 수 있었습니다. 이를 통해 논리 회로를 넘어 아날로그 신호 처리 및 AI 신경망 연산까지 가능한 높은 성능을 보여주었습니다.
또한, FIC는 극한 환경에서도 유지되는 내구성을 확보했습니다. 연구팀은 유연한 PDMS 층과 단단한 파릴렌 완충층을 교차 배치하여 내부 회로를 보호했습니다. 이에 따라 FIC는 다양한 압력, 굽힘, 신장 변형, 비틀림 환경에서 안정적으로 동작함을 실험을 통해 확인했습니다.
이 기술은 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI), 스마트 텍스타일, 가상현실(VR) 웨어러블 분야 등에서 혁신적인 상호작용 패턴을 제시할 것으로 기대됩니다. 한편, 국내에서도 섬유 위에 OLED를 직접 형성하는 '입는 디스플레이' 기술 분야에서 세계적인 기술을 갖고 있는 한국과학기술원(KAIST) 최경철 연구팀의 선행연구가 활발히 진행 중입니다.