한국재료연구원(원장 이정환)은 김용훈 에너지전자재료연구실 연구팀이 리튬이온 박막을 투명 유연기판에 적용하는 방식으로 고집적·유연성 차세대 뉴로모픽 반도체 소자 구현에 성공했다고 19일 밝혔다.
연구팀은 유연 기판인 컬러리스 폴리이미드(Colorless Polyimide) 위에 리튬이온을 초박막화하고, 이를 플라즈마 화학기상 증착법으로 저온에서 2차원 나노소재와 합성해 고집적에 고유연성을 지닌 차세대 인공지능(AI) 반도체 소자를 개발했다.
소자 시험 결과, 10~30밀리미터(㎜) 곡률 반경에서 700번 굽혔다 폈다를 반복해도 뚜렷한 성능저하 없이 95% 수준의 높은 손글씨 패턴 인식률을 나타냈다.
차세대 고집적 고유연 뉴로모픽 반도체 소자는 정보처리(CPU)와 저장(메모리)을 저전력으로 동시에 수행할 수 있다. 향후 웨어러블 저전력 지능형 센서 및 엣지 컴퓨팅 핵심 소자로도 활용 가능하다.
기존 AI반도체 소자 연구는 대부분 단단한 실리콘 기판에 소자를 구현하기 때문에 기계적으로 유연하고(웨어러블) 고신뢰성을 가진 시냅스 반도체 소자를 구현하기 어려웠다.
김용훈 선임연구원은 “이 기술을 상용화하면 웨어러블 사물인터넷 기기 간 빅데이터 처리에 필요한 데이터 증가와 처리 지연 문제를 해결할 수 있다. 또 웨어러블 엣지 컴퓨팅과 신개념 AI 햅틱 및 비전 센서 등 다양한 저전력 웨어러블 디바이스까지 확대 적용할 수 있을 것”이라 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 재료연 주요사업, 한국연구재단 소재혁신선도프로젝트 지원을 받았다. 연구 결과는 ‘스몰 메소드(Small Methods)’에 실렸다.
부산=임동식 기자 dslim@etnews.com
