한양대, 활성함수 트랜지스터 개발…“AI 반도체에 활용”

[이데일리 신하영 기자] 한양대 연구팀이 향후 인공지능(AI) 반도체 분야에서 활용이 기대되는 ‘스크린 게이트 기반 활성함수 트랜지스터’를 개발했다.

(좌측상단부터) 유호천 교수, 신원준 교수, 김영준 교수, (좌측하단부터) 조준형 석박통합과정생, 한영민 박사과정생, 이원우 석박통합과정생(사진 제공=한양대)

한양대는 유호천 융합전자공학부 교수팀이 이러한 성과를 거뒀다고 9일 밝혔다.

기존 AI 반도체는 활성함수 계산을 위해 수십~수백 개의 트랜지스터로 구성된 복잡한 회로나 연산 블록이 필요하다. 이 때문에 전력 소모가 크고 회로 면적이 확장되는 단점이 있다. 이는 고집적·초저전력 연산이 필수인 AI 반도체에서는 특히 큰 제약으로 작용해 왔다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 트랜지스터 내부에 스크린 게이트(screen gate)를 삽입한 새로운 2-게이트 구조를 도입했다. 이를 통해 단일 소자에서 곡선의 기울기·임계점·진폭 등을 자유롭게 조절할 수 있어 기존 방식보다 훨씬 간단한 구조로 아날로그 활성함수를 직접 생성할 수 있게 됐다.

유호천 교수는 “이번 연구는 기존 AI 반도체에서 반드시 필요한 활성함수 연산을 단일 소자에서 직접 구현할 수 있음을 보여준 사례”라며 “저전력·고집적 AI 연산, 뉴로모픽 시스템, 엣지 디바이스 등 다양한 응용 분야에서 활용 가능성이 크다”고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원의 정보통신방송혁신인재양성(인공지능반도체고급인재양성) 사업의 지원을 받아 수행했다. 인공지능반도체공학과 조준형 석박통합과정생이 제1저자로, 이원우 석박통합과정생·한영민 박사과정생·유영우 석사과정생이 공동 제1저자로 연구에 참여했다. 유호천 교수와 신원준(성균관대) 교수, 김영준(가천대) 교수는 교신저자를 맡았으며 연구 결과는 재료 분야 국제 학술지(Advanced Materials)에 게재됐다.