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재료연, 차세대 뉴로모픽 반도체 소자 개발

[더테크=조명의 기자] 국내 연구진이 웨어러블 장치의 센서 등에 활용 가능한 유연한 인공지능 반도체 개발에 성공했다. 한국재료연구원(KIMS, 이하 재료연)은 에너지전자재료연구실 김용훈 박사 연구팀이 리튬 이온 박막을 투명 유연 기판에 적용해 고집적‧고유연성을 가지는 차세대 뉴로모픽 반도체 소자를 세계 최초로 구현했다고 19일 밝혔다. 뉴로모픽 반도체 소자는 인간의 뇌와 유사하게 시냅스와 뉴런으로 구성된다. 이때 정보처리와 저장기능을 동시에 수행하는 시냅스 소자의 개발이 필수이다. 시냅스 소자는 인간의 뇌와 유사하게 뉴런의 신호를 받아 시냅스 가중치(연결 강도)를 다양하게 변조해 정보의 처리와 기억을 동시에 수행하는 특징을 가진다. 연구팀은 유연 기판인 컬러리스 폴리이미드(Colorless Polyimide) 위에 리튬이온을 초박막화해 플라즈마 화학 기상 증착법으로 저온에서 합성한 2차원 나노소재와 접목했다. 10~30㎜의 곡률반경과 700번 굽혔다 폈다를 반복하는 유연 시험을 실시, 뚜렷한 성능저하 없이 95% 수준의 높은 손글씨 패턴 인식률을 나타내는 것을 확인했다. 기존 AI 반도체 소자 연구는 대부분 단단한 실리콘 기판을 기반으로 소자를 구현해, 웨어

조명의 기자

2023-06-19 11:36

뇌 동작 정밀 모사…UNIST, 차세대 반도체 소자 개발

[더테크=조명의 기자] 국내 연구진이 뇌 동작을 정밀하게 모사할 수 있는 차세대 반도체 소재 개발에 성공했다. UNIST는 신소재공학과 및 반도체 소재·부품 대학원 서준기 교수팀이 2차원 물질 기반의 뇌 기능을 정밀하게 모방할 수 있는 이중 플로팅 게이트(Double-floating-gate) 반도체 소자를 개발했다고 4일 밝혔다. 최근 인공지능을 활용한 방대하고 복잡한 이미지를 처리하고 자연어 학습과 같은 기술이 급속하게 발전함에 따라 인간의 뇌를 모방한 시냅스 소자와 뉴로모픽 컴퓨팅(neuromorphic computing) 시스템의 필요성이 요구되고 있다. 인공 시냅스 소자를 구현하기 위해서는 간단한 2진수인 ‘0’과 ‘1’의 디지털 신호가 아닌, 시간에 따라 연속적으로 변하는 복잡한 아날로그 신호를 모사할 수 있어야 한다. 하지만 이러한 아날로그 신호를 기존 반도체 소자에서 모사하기에는 정확성과 재현성의 한계가 존재했다. 연구팀은 2차원 반도체 소재(Two-dimensional materials)를 이용해 뇌의 동작을 정밀하게 모사 가능한 이중 플로팅 게이트 기반의 인공 시냅스 소자를 성공적으로 개발했다. 개발된 인공 시냅스 소자는 전하를 저장할 수