한양대 연구팀, 초저전력·고집적화 ‘뉴로모픽 반도체’ 개발

▲왼쪽부터 한양대 융합전자공학부 박진섭 교수, 박재근 교수, 논문 제1저자인 나노반도체공학과 우대성 박사과정생. 사진=한양대

한양대학교 융합전자공학부 박진섭·박재근 교수연구팀이 초(超)저전력·고(高)집적화가 가능한 인공신경 칩과 인공시냅스 소자를 설계해 실시간 비지도 학습 및 추론과 같은 인간의 고차원적 인지기능을 구현한 '뉴로모픽(신경형) 반도체'를 개발했다.

28일 한양대에 따르면, 사람 어른의 뇌는 약 1000억 개 뉴런과 100조 개의 시냅스로 구성돼 있고, 작은 전구 하나 밝히기 위한 소비전력 수준인 약 20와트(W)의 낮은 전력으로도 지식 습득, 음성 및 이미지 인식, 그리고 정보의 추론과 같은 고차원적인 인지기능을 효율적으로 수행할 수 있다.

이같은 무수히 많은 생물학적인 뉴런과 시냅스를 전자소자로 구현해 인간의 뇌와 유사하게 대규모 데이터를 효율적으로 처리하는 기술이 바로 '뉴로모픽 컴퓨팅' 기술이다.

한양대는 뉴로모픽 칩을 구현할 때 고집적화가 불가능하고, 현재 상용화되고 있는 로직 반도체 소자들과 집적화하기 위해서는 약 1.0 V 이하의 낮은 동작전압이 필요하다면서 “고집적화가 가능하면서 낮은 동작전압의 요구를 동시에 만족하는 인공 뉴런 소자가 현재까지 보고되지 않았다"고 밝혔다.

▲한양대 융합전자공학부 박진섭·박재근 교수 연구팀이 개발한 초저전력·고집적화 '뉴로모픽 반도체'. 사진=한양대

박진섭·박재근 교수 공동연구팀이 개발한 뉴로모픽 반도체는 이같은 한계를 극복하는 인공뉴런이라고 한양대는 설명했다.

박진섭 교수는 “이번 연구를 통해 지금까지 해결되지 못했던 고집적화 및 초저전압 구동이 동시에 가능한 뉴로모픽 반도체를 개발했다"면서 “추후 연구에서는 이번에 개발된 인공 뉴런과 시냅스 소자를 하나의 칩으로 인티그레이션(integration:확장)하는 연구를 진행할 계획"이라고 밝혔다.

연구팀의 연구 성과를 다룬 논문은 반도체 나노분야 국제 저명 학술지 'Small' 1월 21일자에 온라인 게재됐다. 한양대 나노반도체공학과 우대성 박사과정이 논문 제1저자로, 박진섭·박재근 교수가 공동 교신저자로 참여했다.

김철훈 기자 kch0054@ekn.kr