최근 인공지능 분야에서 가장 활발히 연구되고 있는 거대 언어 모델은 교육에 대한 응용 가능성을 보 이며, 교육학의 거의 모든 분야에서 그 활용 방안이 연구되고 있다. 이러한 연구는 공학 교육에서도 주목 받고 있다. 그러나 구체적인 활용 분야와 방법에 대해서는 아직 많은 연구가 필요한 상황이다. 특히, 거대 언어 모델을 이용한 교육과정 설계와 개선에 대한 연구는 인공지능 공학과 교육학 두 분야에서 모두 중요한 연구 과제로 부각되고 있다. 이러한 응용 필요성에 대한 예시이자 전략으로써, 본 연구는 OpenAI에서 발표한 최신 거대 언어 모델인 ChatGPT-4o를 이용하여 한국과학기술원(KAIST) 공과대학 학부 전공 과 목과 S전자 DS부문(반도체사업부) 직무 사이의 연관성을 분석하고, 그 결과를 기반으로 대학과 기업체 양측에 반도체 산업 인력 양성과 채용에 대한 실질적인 응용 전략을 제안한다. 이를 위해 KAIST 공과대 학 학부과정에 개설된 모든 전공 과목과 S전자 DS부문(반도체사업부)의 직무기술서를 ChatGPT-4o에 학습시켜 각 과목이 특정 제품군, 직무와 가지는 연관성을 특정 범위와 기준에 의거하여 정량화된 점수로 평가했다. 또한, 각각의 직무, 전공, 과목별로 확보한 데이터를 기초적인 통계 분석을 통해 평가했으며, 구직자와 구인자의 활용 가능성에 초점을 두고 특정 전공의 각 직무별 연관성과 특정 직무의 각 전공별 연관성, 그리고 특정 직무 및 전공의 반도체 제품군별 연관성 등 다양한 조건에서 분석을 진행하였다. 또 한 본 전략에 대한 반도체 산업 실무자 견해를 수집하여 실제 전략으로의 활용 가능성을 검증하였다. 분 석 결과, 간단한 질문과 분석만으로도 전공, 교과목별로 유의미한 직무 연관성의 차이를 확인했다. 이러한 결과를 바탕으로 본 연구는 대학 교육과정의 개선과 기업 채용 및 양성 과정에서의 응용 전략을 제시한 다. 이 연구는 대학과 산업 간의 협력을 통해 인적자원 개발과 채용 효율성 증대에 기여할 것으로 기대한 다. 또한, 후속 연구로 구직자와 구인자, 교수자 등 본 연구의 효과를 확인할 수 있는 집단을 대상으로 한 대규모 설문조사 및 전문가그룹 대상 질적연구 등을 제안하여 실제 활용도와의 비교 분석 연구를 제안 한다. 결론적으로, 본 연구는 거대 언어 모델을 활용하여 필요한 인재를 양성하기 위한 교육 과정 설계의 구체적인 응용 가능성을 제시함으로써, 인공지능을 이용한 교육 분야에 대한 기여 방안을 모색한다.

This study analyzed and identified various causes of caustic alarms of 163 fire detectors that occurred from January 2019 to December 2021 at domestic semiconductor manufacturing plants equipped with about 30,000 fire detectors, and proposed a new non-fire prevention cause investigation plan by applying the NFPA 921 scientific methodology. The results of the study are as follows. First, in terms of necessary recognition and problem definition, an analog detector and an integrated monitoring system were proposed to quickly determine the location and installation space information of the fire detector. Second, in order to prevent speculative causes and errors in various analyses in terms of data analysis and hypothesis establishment, non-fire reports were classified into five by factor and defined, and the causes of occurrence by factor were classified and proposed. Finally, in terms of hypothesis verification and final hypothesis selection, a non-fire prevention improvement termination process and a final hypothesis verification sheet were proposed to prevent the cause from causing re-error.

근래들어 미중 간의 기술패권 경쟁이 심화됨에 따라 미국은 중국의 첨 단반도체 기술의 발전을 저지하기 위한 다양한 경제적, 기술적 제재를 부과하고 있다. 최근에는 반도체산업의 글로벌 밸류체인(GVC, 가치사슬) 의 변동성 증대와 더불어, 미국 주도로 주요 반도체 생산국가들인 한국, 대만, 일본을 포함한 칩포(Chip-4) 동맹을 결성하기 위한 논의를 하고 있다. 물론 이러한 미중 간의 첨단기술 경쟁은 우리나라의 산업전반 특 히, 중국에 생산기지를 가지고 중국의 수요에 많이 의존하고 있는 우리 나라 반도체 산업에도 큰 영향을 미치지 않을 수 없다. 따라서 미중 간 반도체산업 분야의 기술경쟁 실태를 면밀하게 분석하고, 이를 토대로 우 리의 국익을 극대화할 수 있는 방안을 모색하는 것이 절실하다. 이러한 배경 하에서, 본 논문은 반도체산업을 중심으로, 현재 미중 간에 벌어지 고 있는 기술패권 경쟁에서 미국과 중국은 각기 어떠한 위치를 점하고 어떠한 전략을 구사하고 있는지를 분석하고, 이를 토대로 이러한 미중 간 기술경쟁이 우리나라 반도체산업에 미칠 영향을 점검하고 적절한 대 응방안을 모색하고자 하는 것이다.

In the semiconductor manufacturing clean room, contamination that directly affects process yield is managed through the operation of a monitoring system that measures molecular contamination in the air. In this study, I presented the component inspection method, test conditions, and judgment criteria through the life test of the solenoid valve that will be applied to the sampling module of the AMC Monitoring System.

The sampling test module of the existing AMC Monitoring System is constructed using tubes and fittings, so there has been a problem with molecular contaminants remaining in the system. This study demonstrated how a new manifold-type sampling test module without connecting tubes and fittings, and with super-hydrophobic coating improves residual molecular contaminants in the AMC Monitoring System through CDA purge when molecular contamination occurs in a clean room with a Semiconductor Fabrication.

Micro-electronic gas sensor devices were developed for the detection of carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), ammonia (NH3), and formaldehyde (HCHO), as well as binary mixed-gas systems. Four gas sensing materials for different target gases, Pd-SnO2 for CO, In2O3 for NOx, Ru-WO3 for NH3, and SnO2-ZnO for HCHO, were synthesized using a sol-gel method, and sensor devices were then fabricated using a micro sensor platform. The gas sensing behavior and sensor response to the gas mixture were examined for six mixed gas systems using the experimental data in MEMS gas sensor arrays in sole gases and their mixtures. The gas sensing behavior with the mixed gas system suggests that specific adsorption and selective activation of the adsorption sites might occur in gas mixtures, and allow selectivity for the adsorption of a particular gas. The careful pattern recognition of sensing data obtained by the sensor array made it possible to distinguish a gas species from a gas mixture and to measure its concentration.

Recently, many studies have been conducted to improve quality by applying machine learning models to semiconductor manufacturing process data. However, in the semiconductor manufacturing process, the ratio of good products is much higher than that of defective products, so the problem of data imbalance is serious in terms of machine learning. In addition, since the number of features of data used in machine learning is very large, it is very important to perform machine learning by extracting only important features from among them to increase accuracy and utilization. This study proposes an anomaly detection methodology that can learn excellently despite data imbalance and high-dimensional characteristics of semiconductor process data. The anomaly detection methodology applies the LIME algorithm after applying the SMOTE method and the RFECV method. The proposed methodology analyzes the classification result of the anomaly classification model, detects the cause of the anomaly, and derives a semiconductor process requiring action. The proposed methodology confirmed applicability and feasibility through application of cases.

이 연구는 핵심산업의 공급망을 둘러싼 패권경쟁에 주목하고, EU의 입장과 정책을 반도체 산업을 중심으로 살펴보았다. 특히 EU가 표방하 는 ‘개방형 전략적 자율성’과 EU의 반도체 산업지원 정책이 어떠한 관 계를 갖는지를 고찰하였다. EU는 유럽단일시장에서의 경쟁 왜곡을 이 유로 역내에서는 보조금을 통한 산업정책을 엄격하게 통제했고, 역외의 글로벌 공급망에 대해서는 국제 분업의 자연스러운 결과로 간주했다. 반면에 미-중 패권경쟁의 격화, 코로나19 팬데믹 등은 유럽을 둘러싼 공급망에 혼선을 불러일으켰고, EU가 산업정책을 강화하는 결정적인 배경이 되었다. 한편 EU가 추진 중인 그린딜/디지털 전환 또한 자체적 인 공급망 강화 정책을 선택한 이유이다. 다만 EU의 정책은 글로벌 공 급망을 완전히 역내 공급망으로 대체하고자 하는 의도에서 비롯된 것 은 아니다. 취약한 반도체 산업의 설계 및 제조 분야에서 일정한 역량 을 확보함으로써 외부에 대한 의존도를 ‘통제할 수 있는 수준’으로 축 소하고자 하는 것이며, 이미 경쟁력을 보유한 분야의 우위를 계속 강화 해 나가기 위한 것이다. 이와 같은 EU의 정책은 ‘개방적’ 성격과 ‘전략 적’ 성격의 얼핏 양립이 어려운 두 개념을 절충하려는 시도로 볼 수 있 다. EU의 사례가 한국의 반도체 산업에 주는 시사점으로는 우선 반도 체 생태계 중 상대적으로 취약한 소부장 분야를 보완해야 하며, 제조 분야의 비교우위가 소실되지 않도록 연구‧개발을 집중해야 한다. 이와 더불어 투자와 혁신을 유발할 수 있는 규제환경을 조성해야 한다.

본 연구는 미-중 전략경쟁, 코로나19의 심화와 러시아-우크라이나 전 쟁을 통해 국제 공급망 재편에 대한 요구가 강제적 공급망 재편 현상으 로 변화하고 있는 시점에서, 핵심 영역이라고 할 수 있는 반도체 분야에 대한 독일의 대응 전략 분석을 목적으로 한다. 미-중 전략경쟁 속에서 미국과는 전통적 안보 관계를, 중국과는 중국의 경제적 부상과 함께 상 당한 수준의 경제적 상호의존 관계를 형성하고 있는 한국과 독일은 구조 적 유사성으로 인해 독일 사례 분석은 정책적으로 유의미하다. 독일은 한국과 달리 경제안보 개념은 인간안보 개념 속에서 이해할 수 있으며 한국적 맥락의 경제안보는 공급망 안보로 이해할 수 있다. 따라서 본 연 구는 독일의 경제안보 개념에 대한 이해를 추적하고 유럽의 개방형 전략 적 자율성 개념을 통해 안보와 방위를 넘어서는 무역과 산업, 디지털화, 기후변화, 보건 등의 의제를 포괄적으로 접근하고 있을 뿐만 아니라 독 일의 기술 주권과 디지털 주권 수호를 위한 핵심 사안임을 인정하여, 독 일의 반도체 전략을 분석하고 공급망 안보 영역에서 공동 대응을 통해 협력의 가능성을 모색하고자 한다.

본 논문에서는 반도체 패권의 변화에 관한 역사적 경로의 분석을 통해 동 산업생태계 변화를 예측하고자 한다. 특히 본고는 일본의 반도체 산 업 역사를 고찰하고, 현재의 일본 반도체 정책 및 전략을 분석하였다. 본 고에서는 반도체 패권의 변화에 대해 통상관계와 기술 생태계 변화 두 측면에서 역사적 흐름을 고찰하고, 일본 반도체 산업의 변화 및 역사적 경험을 미일 반도체 협정 이전과 1990년대 이후로 구분하여 분석하였다. 또한 일본 반도체 산업정책 및 전략을 내부 산업지원 정책과 클러스터 지역 정책 그리고 외부 칩4동맹 및 주변국과의 협력관계 구축 측면에서 분석하였다.

In this study, we intend to develop a control valve with oxidation resistance for hydrogen fluoride that can be applied to the semiconductor production process. Operated Valves currently in use is a form of assembling an air cylinder to the valve body. These valves generally have a cylinder body made of aluminum (Al), so they may corrode depending on the external environment, and the solution leaks along the rod inside the cylinder, causing damage to parts due to corrosion. To solve this problem, the valve plug shape was developed by devising and applying a plug using a valve different from the existing method, and it is possible to block the inflow of hydrogen fluoride into the valve control unit, thereby preventing damage to parts as well as maintaining stable valve operation.

In this study is a study to measure the section by voltage through the high integration of the circuit of the inspection equipment for the power supply circuit of semiconductor equipment. The experiment was conducted by increasing the -1.5∼4 voltage section by 0.5V. At this time, the tolerance was applied to ±0.1%+5mA. Although the voltage increased through the experiment, the accuracy of the measurement data did not change, and it was confirmed through this experiment that the null hypothesis(H0) was adopted in each section through the hypothesis test.

본 논문에서는 반도체 특성의 단일벽 탄소나노튜브(semi-SWNTs)와 페로브스카이트(perovskite) 양자 점을 혼합하여 SWNT의 높은 전하 이동 특성과 양자점의 고효율 광전 특성을 동시에 가지는 용액공정 가 능한 기반 고성능 광센서를 개발하기 위한 연구를 수행하였다. 직경이 작은 SWNT를 공액 구조 고분자 반도체를 이용해 선택적으로 분리/분산하는 방법으로 제조하여 포토트랜지스터의 반도체 채널 층으로 활 용하고, 가시광 빛에 높은 흡광도를 가지는 양자점을 다양한 조성과 구조를 가지는 광활성층으로 제조하 여 그 특성을 비교 분석하였다. 이 결과 semi-SWNTs와 페로브스카이트 양자점 모두 단독으로 TFT에 사 용하였을 경우 우수한 트랜지스터 특성과는 별개로 광전효과가 크게 나타나지 않았으며, 두 종류 이상의 반도체 소재를 융합하여 사용할 경우 양자점에 흡수된 빛에 의해 엑시톤이 형성되고 이종 접합 계면에서 전자와 정공의 분리가 쉽게 이루어지도록 유도함으로써 낮은 광량에서도 높은 효율을 가지는 포토트랜지 스터를 개발할 수 있었다. 향후 지속적인 연구개발을 통해 고유연/저가 광 센서 제품 개발과 레이더, 이미 지 센서, 웨어러블 헬스케어 등의 다양한 분야에 하이브리드 반도체 포토트랜지스터가 응용될 수 있을 것 으로 기대한다.

Four types of metal oxide semiconductor gas sensor arrays were used to observe the aroma and spoilage odor emitted during the ripening process of plum & banana fruits. All gas sensors showed a high correlation (R=0.82~0.90) with the olfactory. The TGS 2603 sensor showed a high correlation of 0.90 between the odor generated and sensory perception of smell in the process of ripening and decaying fruits. In addition, it showed a very high correlation of 0.91 with the decay rate of the plum sample, and the significance probability through one-way ANOVA was also less than 0.05, which confirmed it as an optimal gas sensor (TGS 2603). Principal component analysis was performed using all the data. The cumulative variability was 99.54%, which could be explained only by two principal components, and the first principal component was 95.11%, which was related to the freshness of the fruit. It was analyzed as fresh fruit in the negative(-) direction and decayed fruit in the positive(+) direction.

The purpose of this study is to present a novel indicator for analyzing machine failure based on its idle time and productivity. Existing machine repair plan was limited to machine experts from its manufacturing industries. This study evaluates the repair status of machines and extracts machines that need improvement. In this study, F-RPN was calculated using the etching process data provided by the 2018 PHM Data Challenge. Each S(S: Severity), O(O: Occurence), D(D: Detection) is divided into the idle time of the machine, the number of fault data, and the failure rate, respectively. The repair status of machine is quantified through the F-RPN calculated by multiplying S, O, and D. This study conducts a case study of machine in a semiconductor etching process. The process capability index has the disadvantage of not being able to divide the values outside the range. The performance of this index declines when the manufacturing process is under control, hereby introducing F-RPN to evaluate machine status that are difficult to distinguish by process capability index.

세계보건기구(WHO)는 홍콩독감과 신종플루 이후 역사상 세 번째 팬데믹을 선언했다. 코로나19의 발생으로 국가 간 교류는 극도로 위축되는 한편 빠른 전염성으로 국가별 경기변동의 시간차를 만들어 냈다. 2020년 1월 미‧중 무역 분쟁은 합의국면으로 접어들었으나 코로나19로 발생한 경제 디커플링 현상은 중국이 미국과의 무역균형을 맞추기 어렵게 만들었고 미‧중 무역 분쟁 합의 조건을 지키기 어렵게 만들었다. 트럼프 대통령은 코로나19 확산의 책임을 중국에 돌렸고 경기 침체의 원인도 중국의 영업비밀 침해, 불법복제품 등으로 지목하면서 보호주의가 대두되었다. 이에 중국은 거세게 반발하면서 미국과 갈등이 깊어졌다. 미국은 중국 반도체 굴기의 핵심기업인 화웨이와 SMIC에 무역재제를 선언했고 미‧중 간 반도체 밸류체인 단절 위험을 예고하고 있다. 반도체 산업의 밸류체인 분리는 특정 국가와 기업이 가치사슬에 고도로 전문화되어 독점하는 구조인 반도체 산업에 큰 충격을 줄 가능성이 있다. 본 논문은 코로나19로 인해 재점화된 미‧중 간 반도체 밸류체인 단절 위험과 반도체 글로벌 산업 가치사슬의 충격과 변화, 한국 반도체 기업의 대응전략을 다루고자 한다.

본 연구는 반도체 제품과 설비기술을 대상으로 제품-공정기술 공진화를 교차영향분석(cross impact analysis)을 통해 구체화하고, 공진화 관계를 기술 인텔리전스의 대표적 도구 중 하나인 기술레이더에 통합하는 방법을 제시한다. 교차영향분석을 통해 공정기술 발전과 제품특성 개선이 반복되는 공진화 경로와 축이 되는 세부기술들을 파악했다. 또한 공진화 관계를 기술레이더의 기술가치평가 프로세스에 반영 해 가치평가와 연구개발 포트폴리오의 신뢰성을 제고했다. 학술적 측면에서 기술간 공진화를 세부기술 단위에서 구체화했으며, 기술 공진화 이론과 기술 인텔리전스의 접점을 제시했다는 의미가 있다. 실무적 측면에서는 반도체 관통전극-하이브리드 패키지 제품과 주요 후공정 기술간 공진화 및 기술레이더 분석 실례를 제시하고, 이를 통해 기술간 공진화 관계를 기존 기술전략 및 기획도구에 반영 해 기업의 미래준비역량과 전략기획의 신뢰성을 제고하는 방법을 구체화했다는 점에서 가치가 있다.