전북대 김기현 교수, 국제 공동연구 통해 ‘뉴로트랜지스터’소자 개발
전북대 김기현 교수, 국제 공동연구 통해 ‘뉴로트랜지스터’소자 개발
  • 이휘빈 기자
  • 승인 2020.08.03 18:03
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 전북대학교 김기현 교수(전자공학부)가 인간의 두뇌 구조와 학습법을 모방해서 만든 하드웨어인 ‘뉴로모픽(Neuromorphic) 반도체’의 핵심이 되는 뉴로트랜지스터 소자를 개발했다.

 독일 드레스덴 공대, 헬름홀츠 드레스덴 로센도르프센터 연구팀과의 국제 공동연구를 통해 이뤄진 이번 연구는 저전력의 실리콘 나노선 전계효과 트랜지스터에 이온이 도핑된 졸-겔 실리케이트 필름을 적용했다. 이 연구결과는 세계적인 전자소자 분야 학술지인 ‘네이처 일렉트로닉스’에 게재됐다.

 인공지능 기술에서 인간의 두뇌를 구현해 낸‘뉴로모픽 반도체’는 저전력으로 정보 기억과 복잡한 연산 및 학습 기능을 수행할 수 있어 얼굴인식, 자율주행자동차, 드론, 사물인터넷 디바이스 등 4차 산업혁명 분야에 다양하게 활용될 수 있다.

 김 교수팀에 의해 개발된 뉴로모픽 반도체의 핵심 기술은 ‘졸-겔 실리케이트’ 물질로, 다공성 세라믹 구조체이다. 그래서 물질 내부에 도핑 된 이온들은 입력신호에 의해 활성화돼 구멍들 사이를 자유롭게 이동하고, 다시 돌아가는데 지연이 발생하여 데이터 저장효과를 유발한다.

 개발된 뉴로트랜지스터 소자는 단일 소자에서 정보를 저장함과 동시에 학습을 통해 정보를 처리할 수 있다는 장점이 있다. 또한 나노선 채널과 가까운 위치의 졸-겔 실리케이트 필름 위에 신호입력 단자를 여러개 만들어 뉴로모픽 연산을 위한 병렬타입의 신호 인공 신경망 구현도 가능하다.

 김 교수는 “개발된 뉴로트랜지스터는 전통적인 전계효과 트랜지스터를 기반으로 제작된 인공 시냅스 소자이며 필름 내의 이온에 따라 시냅스 가소성을 제어함으로써 인간의 뇌를 가장 밀접하게 모방했다”고 설명했다.

이휘빈 기자


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