KAIST "산소 전용 통로로 3차원 AI 메모리 새 장 열었다"

(대전=뉴스1) 이동원 기자 = KAIST 전기및전자공학부 권지민 교수 연구팀은 UNIST, 연세대 등과 공동으로 산화물 수직 채널 트랜지스터(VCT)의 결함을 줄이고 성능과 안정성을 향상한 다층 층간 절연막 구조를 개발했다고 20일 밝혔다.

기존 산화물 반도체의 전기적 특성을 떨어뜨리는 산소 공공 문제를 ‘산소 터널’ 개념으로 해결, 필요한 곳에는 산소를 공급하고 전극의 산화는 방지하는 동시에 전류 흐름과 데이터 유지 시간이 세계 최고 수준에 이르렀다.

연구팀은 1000만 회 이상의 가혹한 동작에도 소자 특성이 안정적으로 유지됨을 확인했으며, 기존 실리콘 CMOS 기술과 산화물 반도체를 3차원으로 결합해 고집적 컴퓨트 인 메모리(Compute-in-Memory, CIM) 구현도 가능함을 입증했다.

컴퓨트 인 메모리는 메모리 내에서 연산을 수행해 데이터 이동 시간을 단축, AI 연산 속도를 높이고 전력 소모를 줄이는 미래형 반도체 기술이다.

이번 연구 결과는 재료 분야 국제학술지 ‘Advanced Functional Materials’ 5월 20일 자에 게재됐으며, 학술적 중요성을 인정받아 표지 논문으로 선정됐다.

권지민 교수는 “3차원 반도체의 안정적인 층 쌓기와 산소 이동 제어 기술이 AI 반도체 성능 혁신에 기여할 것”이라며 “차세대 메모리 반도체 개발에 박차를 가하겠다”고 말했다.

연구에는 KAIST 구현호 연구원, UNIST, 연세대, 한국화학연구원, 서울과학기술대, 서울대 연구진이 참여했으며, 과기부·한국연구재단·정보통신기획평가원·산업부 등의 지원을 받았다.

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