KAIST, 인간의 뇌 모방한 '뉴로모픽' 반도체 개발

상용화된 실리콘 공정 기술로 뉴런 및 시냅스 특성 구현

2021-08-05 장경윤 기자

KAIST는 전기및전자공학부 최양규, 최성율 교수 공동연구팀이 인간의 뇌를 모방한 고집적 뉴로모픽 반도체를 개발했다고 5일 밝혔다. 뉴로모픽은 반도체 소자 직접회로 기술을 활용해 인간의 뇌 신경구조를 하드웨어로 모방하는 기술이다. 인간의 뇌가 매우 복잡한 기능을 수행하면서도 소비 에너지가 20와트에 불과하다는 사실에서 착안됐다. 먼저 공동연구팀은 단일 트랜지스터를 이용해 생물학적 뉴런과 시냅스의 동작을 모방한 다음, 이를 8인치 웨이퍼 상에 동시 집적해 뉴로모픽 반도체를 제작했다. 뉴로모픽 반도체는 기존의 디지털 및 아날로그 회로 기반의 뉴런을 단일 트랜지스터로 대체 구현한 덕분에 집적도가 높다는 게 장점이다. 기존 뉴런 회로 구성에 필요한 평면적이 2만1000 단위인 반면, 새로 개발된 뉴로모픽 트랜지스터는 6단위 이하다. 또한 상용화된 실리콘 표준 공정으로 제작해 상용화 가능성도 높였다. 한승규 연구원은 "반도체에 많이 쓰이는 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS)를 통해 뉴런과 시냅스 동작이 가능함을 보여줬다는 점에서 의미가 있다"며 "뉴로모픽 하드웨어의 상용화를 한 단계 앞당길 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단 차세대지능형반도체기술개발사업, 중견연구사업, 미래반도체사업 및 반도체설계교육센터의 지원으로 진행됐다.