삼성전자는 존스홉킨스대학교 응용물리학연구소(Johns Hopkins APL)와 긴 기간에 걸친 산학 협력을 통해 개발한 차세대 펠티어 냉각 기술이 미국 R&D 월드 매거진(R&D World Magazine)이 주관하는 ‘2025 R&D 100 어워드(R&D 100 Awards)’의 최종 100대 혁신 기술로 선정되었다고 발표했다. 이 기술은 2025년 8월 31일, R&D 월드 매거진의 공식 웹사이트를 통해 발표되었으며, 선정 결과는 지난 2019년 9월부터 시작된 연구 개발 프로젝트의 결실이라고 할 수 있다.
이번 수상의 핵심은 펠티어 효과를 극대화하여 에너지 효율을 획기적으로 향상시킨 냉각 시스템 기술이다. 펠티어 효과는 전기 저항 물질을 통과하는 전류에 의해 한쪽 면이 차가워지고 다른 쪽 면이 뜨거워지는 현상이다. 삼성전자와 존스홉킨스대학 연구팀은 AI 기반의 지능형 제어 기술을 펠티어 냉각 시스템에 접목하여 펠티어 물질의 온도 변화를 실시간으로 예측하고 제어함으로써 냉각 효율을 20% 이상 향상시켰다.
특히 이 연구에는 AI 모델이 펠티어 냉각 시스템의 온도 변화 패턴을 학습하고, 예측 모델을 통해 냉각 시스템의 작동을 최적화하는 기술이 적용되었다. 또한, 온도 센서와 액추에이터를 통해 냉각 시스템의 냉각 성능을 실시간으로 제어하고, 에너지 소비를 최소화하는 시스템을 구축했다. 이 기술은 데이터 센터, 서버, 고성능 컴퓨팅 장비 등에서 발생하는 과열 문제를 해결하고, 에너지 소비를 줄이는 데 크게 기여할 것으로 기대된다.
연구 개발 프로젝트에는 삼성전자의 우수한 반도체 설계 및 제조 기술과 존스홉킨스대학의 뛰어난 물리학 연구 역량이 결합되었다. 이 연구팀은 지난 5년간 100명이 넘는 연구 인력의 노력을 통해 다양한 시뮬레이션 및 실험을 거쳐 최적의 냉각 시스템을 개발했다. 연구팀은 냉각 효율 향상뿐만 아니라 시스템의 안정성 및 내구성을 높이는 데도 중점을 두었다.
이 기술의 핵심은 차세대 펠티어 냉각 물질인 ‘스마트 펠티어’를 활용한 것이다. ‘스마트 펠티어’는 AI 기반의 제어 시스템과 연동되어 더욱 정밀한 온도 조절이 가능하다. 또한, 이 기술은 데이터 센터의 열 관리 시스템을 통합하여 에너지 효율을 극대화하고, 환경 부담을 줄이는 데 기여할 것으로 예상된다.
삼성전자 측은 “이번 R&D 100 어워드 수상은 삼성전자의 지속적인 혁신 노력의 결과이며, 미래 기술 개발의 중요한 발판이 될 것”이라고 밝혔다. 또한, “이 기술을 바탕으로 데이터 센터의 에너지 효율을 높이는 것은 물론, 인공지능, 로봇, 자율주행 등 다양한 분야로 기술을 확장해 나갈 계획”이라고 덧붙였다. 삼성전자는 앞으로도 AI 기반의 혁신적인 기술 개발을 통해 글로벌 시장을 선도해 나갈 것이라고 강조했다. 존스홉킨스대학 측은 “삼성전자의 적극적인 지원과 협력 덕분에 획기적인 기술 개발이 가능했다”며 “앞으로도 양 기관의 지속적인 협력을 통해 인류의 삶에 기여할 수 있도록 노력할 것”이라고 말했다.
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