GIST-KENTECH, 사람처럼 기억하고 잊는 AI 반도체 개발…전기도 7배 덜 먹어

기업 > 반도체·전자 GIST-KENTECH, 사람처럼 기억하고 잊는 AI 반도체 개발…전기도 7배 덜 먹어 나노입자 사이 틈으로 전류 흐름 제어작동 전압 8.75V에서 1.20V로 낮춰짧은 기억·긴 기억 하나의 소자서 구현저전력 인공지능 정보처리에 활용 기대 사람의 뇌처럼 정보를 잠시 기억했다가 잊을 수 있는 차세대 인공지능(AI) 반도체 소자가 개발됐다. (왼쪽부터) GIST 이상한 교수, KENTECH 오명환 교수, GIST 오인혁 박사과정생, 황준범 박사, KENTECH 강민우 석박사통합과정생. [GIST] 사람의 뇌처럼 정보를 잠시 기억했다가 잊을 수 있는 차세대 인공지능(AI) 반도체 소자가 개발됐다. 나노입자 사이의 틈을 좁히자 소자가 작동하는 데 필요한 전압도 기존의 7분의 1 수준으로 낮아졌다.광주과학기술원(GIST·지스트)은 이상한 신소재공학과 교수 연구팀이 오명환 한국에너지공과대학교(KENTECH·켄텍) 에너지공학부 교수 연구팀과 공동으로 산화코발트 나노입자를 이용한 휘발성 멤리스터를 개발했다고 25일 밝혔다.멤리스터는 가해지는 전압이나 전류에 따라 저항이 달라지는 특성을 이용해 정보를 저장하거나 처리하는 전자소자다. 이 가운데 휘발성 멤리스터는 전기 자극을 받을 때 정보를 일시적으로 기억하고, 자극이 사라지면 원래 상태로 돌아간다.사람의 신경세포가 외부 자극의 세기와 시간에 따라 정보를 기억하거나 잊는 원리와 비슷하다. 이 때문에 인간의 뇌와 신경계의 정보처리 방식을 본뜬 ‘뉴로모픽 컴퓨팅’에 활용할 수 있다. 뉴로모픽 컴퓨팅은 많은 정보를 적은 에너지로 빠르게 처리하는 차세대 AI 기술이다.기존 산화물 기반 멤리스터는 전기 자극을 받을 때 소자 내부에 전류가 흐르는 가느다란 길이 만들어졌다가 사라지는 방식으로 작동한다. 그러나 전류가 흐르는 길의 위치와 모양이 매번 달라져 소자마다 성능 차이가 발생하는 문제가 있었다.연구팀은 전류가 흐르는 길을 작동할 때마다 새로 만들지 않고 소자를 제작하는 단계에서 미리 정해두는 방법을 택했다.약 10나노미터(㎚·10억분의 1m) 크기의 산화코발트 단결정 나노입자를 바둑판처럼 규칙적으로 배열하고, 입자 사이에 평균 3나노미터 크기의 일정한 틈을 만들었다. 전류가 무작위로 흐르지 않고 이 틈을 따라 이동하도록 한 것이다.나노입자 배열에는 ‘와인의 눈물’로 알려진 마랑고니 효과가 활용됐다. 와인잔 안쪽에 묻은 액체가 방울을 만들며 흘러내리듯, 용매가 ...