KAIST, ‘더 빠르고 전력 덜 쓰는’ 3차원 AI 메모리 기술 개발 작성일 08-21 55 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">저전력 산화물 반도체·실리콘 회로<br>3차원 결합해 집적도·전력효율 높여<br>산소 이동 제어해 소자 안정성 향상<br>1000만회 이상 동작에도 성능 유지<br>AI 대규모 데이터 처리 효율 향상 기대</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="QgkenSV7TN"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="eee3d8f43868f471a8c3b23fd12a1dd0a68867a35a608d59860ebe2c1a6c5a85" dmcf-pid="xaEdLvfzha" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구 이미지(AI 생성)=KAIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/21/seouleconomy/20260821063156548sjom.jpg" data-org-width="1000" dmcf-mid="6oiV6DUZWA" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/21/seouleconomy/20260821063156548sjom.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구 이미지(AI 생성)=KAIST 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="cf792d44bc4ddb1aeda711b2fd216e4f8d5faedb0ac4bb17a74a34717a3fd116" dmcf-pid="y3zH1PCElg" dmcf-ptype="general">대규모 데이터를 더 빠르고 적은 전력으로 처리할 수 있는 차세대 3차원 메모리 기술을 국내 연구진이 개발했다. 추후 고성능·저전력 AI 반도체 구현에 활용될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="e5240276a5bd184de8b4464d38a97d57563558740822b3161d2ab692c56f9c7d" dmcf-pid="W0qXtQhDlo" dmcf-ptype="general">21일 과학기술계에 따르면 권지민 한국과학기술원(KAIST) 전기및전자공학부 교수 연구팀은 UNIST·연세대 등 국내 연구진과 공동으로 차세대 메모리 소자인 산화물 수직 채널 트랜지스터(VCT)의 성능과 안정성을 높이는 다층 층간 절연막 구조를 개발했다.</p> <p contents-hash="0f55fed66a7e977373942a3866b2d9043943c9577b509b17a90cbef4b54634f1" dmcf-pid="YVQzKa5TvL" dmcf-ptype="general">VCT는 반도체에서 전류가 흐르는 통로인 ‘채널’을 수평이 아닌 수직으로 배치해 반도체를 위로 쌓을 수 있도록 한 소자다. 기존 평면형 반도체보다 좁은 면적에 더 많은 소자를 배치할 수 있어 차세대 고집적 메모리 기술로 주목받는다. 특히 채널 소재로 산화물 반도체를 사용하면 누설전류를 줄여 전력 효율을 높일 수 있다.</p> <p contents-hash="755757b6a86dbe297ea985d2b5c675f74848bf6c059144d174c61a16d9985f65" dmcf-pid="Gfxq9N1yln" dmcf-ptype="general">문제는 산화물 반도체의 안정성이었다. 산화물 내부에서 산소 원자가 빠진 빈자리인 ‘산소 공공(Oxygen Vacancy)’이 발생하면 소자의 전기적 특성이 불안정해질 수 있다. 반대로 산소를 과도하게 공급하면 이번에는 금속 전극이 산화돼 성능이 떨어지는 한계가 있었다.</p> <p contents-hash="167668625a73191dac149c2cd8a8815edee33204af3fd78dfe6dbb2c4172c2cc" dmcf-pid="H4MB2jtWTi" dmcf-ptype="general">이에 연구팀은 질화규소·이산화규소·질화규소(SiN/SiO₂/SiN)로 구성된 다층 절연막을 개발했다. 해심은 산소의 이동 경로를 선택적으로 조절하는 이른바 ‘산소 터널’ 구조다. 산소가 산화물 반도체 쪽으로 이동하도록 유도해 산소 공공은 줄이는 한편, 금속 전극 방향으로는 이동하지 못하게 해 전극 산화를 억제한 것이다.</p> <p contents-hash="2f2faac28a4d5cf4bbee93087ebfef26c4574c29f72bddabe75ab0b856d4a2b6" dmcf-pid="X8RbVAFYhJ" dmcf-ptype="general">그 결과 연구팀은 산화물 VCT에서 세계 최고 수준의 전류 특성과 데이터 유지 시간을 구현했다. 특히 1000만 회 이상 반복 동작시킨 뒤에도 트랜지스터가 켜지는 기준인 문턱전압 변화가 50밀리볼트(㎷) 이하에 그치는 등 높은 안정성을 확인했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a8b3391e155933986e3ea85d1b2a527c41d4cafbc49b277d88314fb1de80522d" dmcf-pid="Z6eKfc3Gvd" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="뒷줄 왼쪽부터 이현진 연구원, 권지민 교수, 구현호 연구원(제1저자), 정학순 박사, 이용우 박사, 앞줄 왼쪽부터 박민호 연구원, 조영민 박사, 양희수 연구원, 백승훈 연구원. 사진제공=KAIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/21/seouleconomy/20260821063157977mmsq.jpg" data-org-width="1000" dmcf-mid="PNWwOpoMyj" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/21/seouleconomy/20260821063157977mmsq.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 뒷줄 왼쪽부터 이현진 연구원, 권지민 교수, 구현호 연구원(제1저자), 정학순 박사, 이용우 박사, 앞줄 왼쪽부터 박민호 연구원, 조영민 박사, 양희수 연구원, 백승훈 연구원. 사진제공=KAIST </figcaption> </figure> <p contents-hash="ee5d8d77a302dc648bc9e197806ef59b5234d69f9044f25c2a7f94dd6b0e0489" dmcf-pid="5Pd94k0Hhe" dmcf-ptype="general"><span>연구팀은 기존 실리콘(Si) 기반 CMOS 반도체와 산화물 반도체를 결합해 시스템 수준의 성능도 검증했다. 향후 이 기술을 메모리와 연산 기능을 한데 결합하는 ‘컴퓨트 인 메모리(CIM)’에 적용</span><span>할 경우 AI 반도체의 데이터 이동량을 줄이는 데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.</span></p> <p contents-hash="4e1270d9238b5015dd03b89b7882248d8ea77642a22c495d4d11f8c6b2bca676" dmcf-pid="1QJ28EpXlR" dmcf-ptype="general">권 교수는 “고층 건물을 높이 지으려면 건물을 안정적으로 <span>만드는 것이 중요하듯, 3차원 반도체도 소자를 많이 쌓으면서도 안정적으로 작동하게 만드는 것이 </span><span>핵심”이라며 “이번 기술은 AI 연산 속도를 높이면서 전력 소모는 줄이는 차세대 메모</span><span>리 반도체 개발을 앞당길 것으로 기대한다”고 말했다.</span></p> <p contents-hash="1ccf1369a43903a61a798d2ff50ea6815c355a2b479674679a1f66659f5a099b" dmcf-pid="txiV6DUZyM" dmcf-ptype="general">한편 이번 연구 결과는 우수한 성과를 인정받아 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 5월 20일 게재됐으며 표지 논문으로도 선정됐다.</p> <p contents-hash="44607a29da3c3c7ff4c287a07a71877f1a6837bb39da1cfa1867b4d876489e81" dmcf-pid="FMnfPwu5yx" dmcf-ptype="general">장형임 기자 jang@sedaily.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 고정비에 수익도 뚝…해외법인 청산 속출 08-21 다음 [써보니]가볍고 작지만 강력하다…휴대성 끌어올린 Z 플립8 08-21 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
