작은 세계에 대한 호기심이 여는 미래 기술

작성일 2025-04-28

전자공학과 김대원 교수가 경희 Fellow(연구)로 선정됐다. 김대원 교수는 에너지 하베스팅 기술·반도체 소자 공정 등 첨단 분야에서 혁신적 연구를 수행하며 경희 Fellow로 선정됐다.

경희 Fellow(5) 연구 부문 수상자 전자공학과 김대원 교수
에너지 하베스팅 및 반도체 소자 회로 분야에서 혁신적 연구 수행

경희는 매년 교육과 연구 분야에서 탁월한 성과를 보여준 교수들을 ‘경희 Fellow(연구·교육)’로 선정한다. 2024년도 경희 Fellow(연구)로 선정된 교수들은 각기 다른 분야에서 혁신적 연구 성과를 이루어낸 교수들이다. 전자공학과 김대원 교수는 에너지 하베스팅 기술·반도체 소자 공정 등 첨단 분야에서 혁신적 연구를 수행하며 경희 Fellow로 선정됐다. 전자공학과 김대원 교수를 만나 그간의 연구 성과와 향후 계획에 대해 들었다. <편집자 주>

김대원 교수의 연구 여정은 마이크로·나노 구조 등 작지만 정밀한 세계에 대한 호기심에서 시작됐다. 이러한 관심은 자연스럽게 반도체에 대한 흥미로 이어졌다. 이와 함께 김대원 교수는 미래 사회의 핵심 기술로 에너지 분야를 떠올렸고, 반도체 공정을 활용한 에너지 하베스팅 소자 연구라는 주제를 선정하게 됐다.

에너지 하베스팅 소자 개발, AI 기술 접목해 확장 도모
김대원 교수의 대표 연구는 정전기를 이용한 에너지 하베스팅 소자 개발이다. 이 기술은 두 물체가 접촉하며 발생하는 여러 에너지를 전기 에너지로 전환한다. 에너지 하베스팅 소자에 인공지능 기술을 접목해 여러 신호를 외부 전력원 없이 수집하고, 이를 분석해 위상 감지, 수명 예측 등 환경 모니터링이나 인공지능 기반 예측 시스템 분야에 활용될 것으로 기대된다.

그는 최근 7년간 118편의 SCI급 논문을 발표하며 연구 우수 교원으로도 여러 차례 선정됐다. 김대원 교수는 “유망한 연구 분야를 선정하고, 오랜 기간 파고들어 가능한 결과”라며 “에너지 하베스팅 분야에서 국내 1세대 연구자로 선도 기술을 꾸준히 선점했다”고 설명했다. 그의 연구실에서는 정전기 기반 에너지 하베스팅 기술을 활용한 인공 망막 장치, 자립형 전원 센서 플랫폼 등 다양한 응용 연구를 진행하고 있다.

김대원 교수는 ‘연구는 재밌어야 한다’는 가치관 아래 자율성을 살려 다양한 연구를 진행하고 있다.

“연구는 재밌어야 한다”
‘연구는 항상 재밌어야 한다’ 이는 김대원 교수가 항상 가슴 속에 품고 있는 가치관이다. 김대원 교수는 “대학은 기업, 국책 연구소와 달리 연구의 자율성이 보장된다. 이러한 장점을 살려 즐겁게 연구하다 보니 젊은 교수임에도 Fellow로 선정되는 영광을 안았다”고 말했다.

연구의 재미를 강조하지만, 김대원 교수는 쉬운 길보다는 어렵더라도 의미 있는 연구를 할 수 있도록 지도하고 있다. 그는 “학생의 흥미와 진로를 고려해 연구 주제를 설정하지만, 연구자에게는 뚝심이 필요하다. 때로는 원하는 결과가 나오지 않고, 밤을 지새우는 일도 생긴다. 그 과정에서 비로소 성장할 수 있다”고 설명했다.

어려움을 겪는 후배 연구자를 위한 애정 어린 조언도 남겼다. 그는 “학부 연구생, 대학원생이라는 연구 초입에서는 힘듦이 당연하다. 하지만 깨달음과 배움에서 오는 스트레스는 좋은 스트레스다. 뚝심 있게 연구하면 어느 순간 전문가가 되어 있는 자신을 볼 수 있다”며 “지금 당장 인기 있는 연구 주제를 선택하지 말고, 조금 더 궁금하고 흥미로운 분야에 과감히 빠져 들어 우직하게 연구하길 바란다”고 조언했다.

4단계 BK21 사업 통해 반도체 인재 양성할 것
김대원 교수는 오랜 기간 연구한 결과물로 산업에 적용하기 위해 2020년 창업을 진행했다. 그는 대학원 시절부터 쌓아온 특허를 기반으로 마찰 에너지 하베스팅 기술의 산업화를 추진하고 있다. 과거 10년은 에너지 하베스팅 기술의 이론적 기틀을 쌓아온 시점이라면 앞으로는 산업화에 관심을 기울일 차례라고 설명한 김 교수는 “특화된 기술을 기반으로 사업화 가능성을 타진하는 중”이라고 말했다. 이와 더불어 중소기업벤처부에서 시행하는 다수의 R&D 과제에 참여하며 산학협력 발전에도 기여하고 있다.

지난해 글로벌 첨단 반도체 혁신 교육연구단 단장으로 4단계 BK21 사업에 신규 선정되는 기쁨도 있었다. 반도체공학과 교수진과 학생의 역량을 인정받은 결과다. 그는 “메모리 반도체 기술 격차를 유지하는 동시에 한국이 비교 열위에 있는 반도체 설계 분야 인재 양성이 목표”라며 연구단의 비전을 설명했다. 4단계 BK21 사업과 더불어 반도체 역량을 가진 교원을 적극 초빙하고 있는 만큼 반도체 역량을 강화해 5단계 BK21 사업으로 이어질 수 있도록 노력할 계획이다.

김대원 교수는 연구자로서의 최종 목표를 “훌륭한 과학 인재를 양성하는 것”이라며 “자원이 없는 나라에서 진짜 자원은 사람이다. 연구자이자 교육자로서 미래 국가 경쟁력을 이끄는 이공계 인재를 양성하도록 정성을 다하겠다”고 다짐했다.

김대원 교수는 지난해 선정된 4단계 BK21 사업에 신규 선정된 글로벌 첨단 반도체 혁신 교육연구단 단장을 이끈다. 한국이 강점 있는 메모리 반도체 기술 격차를 유지하는 동시에 반도체 설계 분야의 인재를 양성하는 것이 목표다.