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'차세대 메모리'통합검색 결과 입니다. (3건)

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POSTECH "쓸수록 성능 떨어지는 '강유전체 메모리' 문제 해결"

강유전체 메모리는 빠른 속도와 비휘발성을 동시에 갖춘 차세대 기술이다. 그러나 반복적인 작동은 메모리 '피로현상'을 일으키며 기능 저하를 초래한다. 이 때문에 강유전체 메모리가 미래 반도체 대안으로 불리지만, 상용화는 어려웠다. 국내 연구진이 이 같은 '피로현상'의 핵심 열쇠를 찾아, 해결 방안을 제시해 관심이다. POSTECH(포항공과대학교)은 반도체공학과 이장식 교수, 도현서 연구생(학부 3년) 연구팀이 오랜 사용으로 성능이 저하되는 '피로현상'을 겪는 반도체 부품을 다시 원래 상태로 되돌리는 혁신적인 기술을 개발했다고 11일 밝혔다. 이 연구결과는 'IEEE 전자 소자 학회 저널(IEEE Journal of the Electron Devices Society)' 최근호에 게재됐다. 연구팀은 반도체의 핵심 부품인 '강유전체 커패시터(전기를 저장하는 장치)'에서 일어나는 미세한 변화에 주목했다. 이 부품 안에는 원자 수준의 작은 '산소 빈자리'가 있는데, 이것이 반도체 피로현상의 핵심 요인이라는 것을 확인했다. 산소 빈자리는 양(+)전하를 띠고 있어 반도체를 오래 사용하면 이들이 중앙으로 몰리게 된다는 것. 마치 사람이 피곤할 때 특정 부위에 통증이 몰리듯 산소 빈자리가 한곳에 뭉치면 반도체 성능이 점차 떨어졌다. 이장식 교수는 "주목할 점은 이 '피로 상태'에 있는 반도체에 순간적으로 높은 전압을 걸어주면 반도체 내부 구조가 재정렬된다는 것"이라며 "산소 빈자리가 다시 중성 상태로 바뀌고 고르게 분산된다"고 설명했다. 이 과정을 통해 반도체는 마치 새것처럼 성능을 회복하게 되는데, 연구팀은 이러한 현상을 '회복(recovery)' 상태라고 명명했다. 이 교수는 "이 기술을 활용하면 반도체 소자를 더 오래 쓰면서도 안정적인 성능을 유지할 수 있게 된다"며 "특히 빠른 동작 속도와 신뢰성이 생명인 인공지능, 자율주행차, 사물인터넷 기기 등 첨단 기술 분야에서 더욱 중요한 역할을 할 것"으로 기대했다. 이 교수는 또 “이번 성과가 강유전체 소재를 이용한 차세대 반도체 개발에 중요한 이정표가 될 것”이라고 덧붙였다. POSTECH 반도체공학과 3+3 학사·석박사 연계 집중교육과정을 이수 중인 제1저자 도현서 연구생은 “반도체 분야에서 실질적인 변화를 이끄는 연구자로 성장하고 싶다”라는 포부를 밝혔다. 연구는 과학기술정보통신부(한국연구재단) 차세대지능형반도체 기술개발사업과 삼성전자 지원으로 수행됐다.

2025.07.11 11:29박희범

한국공대, 연산 기능 갖춘 지능형 메모리 반도체소자 개발

국내 대학 연구팀이 연산기능과 메모리 기능을 통합한 지능형 반도체소자 개발에 성공했다. 한국공학대학교(총장 황수성)는 안승언 교수(나노반도체공학과) 연구팀이 차세대 지능형 반도체에 활용 가능한 로직 연산과 메모리 기능을 통합한 강유전체 기반 프로세스-인-메모리(PIM) 소자 개발에 성공했다고 12일 밝혔다. 이번 연구 결과는 'Exploring Multi-Bit Logic In-Memory with Memristive HfO2-Based Ferroelectric Tunnel Junctions'라는 제목으로 전자 소자·재료과학 분야 저명 학술지 'Advanced Electronic Materials' 3월 8일자 표지논문으로 선정됐다. 연구에는 박사과정 고원우(제1저자), 황현주(공저자) 학생이 참여했다. 연구팀 관계자는 “최근 빅데이터를 기반으로 하는 인공지능(AI) 기술발전이 가속하면서 메모리와 프로세서가 분리돼 데이터를 처리하는 '폰노이만(Von Neumann)' 컴퓨팅 시스템 구조 데이터처리 속도에 한계가 나타나고 있다”며 “저전력·멀티레벨 스위칭·고속 동작이 가능한 프로세서와 메모리를 통합한 신개념 반도체소자 개발 필요성이 대두되고 있다”고 설명했다. 연구팀은 하프늄-지르코늄 산화물을 기반으로 강유전체 터널 접합(FTJ) 형태 멤리지스터(메모리+레지스터)를 구현해 멀티레벨 스위칭과 신뢰성을 확보하고 중간 레벨(inter-state) 간 스위칭을 구동하는 데 성공했다. 소자의 스위칭 특성을 조합해 NAND, NOR, OR 등 16가지 논리 연산 기능을 카르노 맵을 통해 제시해 PIM 응용 가능성도 검증했다. 안승언 교수는 “최근 새로운 개념의 컴퓨팅 시스템 구현을 위해 다양한 PIM 소자 연구 결과가 발표되고 있지만 비휘발성 멀티레벨 신뢰성과 중간 레벨 간 스위칭 구동 연구가 여전히 초기 단계에 있는 상황에서 이번 연구의 진일보한 결과는 차세대 지능형 반도체 분야의 기술적·학문적 도약에 기여할것으로 기대한다”고 밝혔다. 한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 중견연구자지원사업과 산업통상자원부가 지원하는 미래반도체개발사업의 지원으로 수행했다.

2024.03.12 21:34주문정

경계현 삼성전자 사장 "CES에서 대부분 대화 주제는 AI"

경계현 삼성전자 DS(반도체)부문 대표이사 사장은 "CES에서 만난 대부분의 고객과의 대화 주제는 AI(인공지능)였다"고 말했다. 경 사장은 14일 자신의 사회관계망서비스(SNS)를 통해 CES 참석 소감을 이 같이 밝혔다. 경 사장은 "챗GPT의 등장으로 퍼블릭 클라우드 업체들이 노멀 서버의 투자를 줄이고 GPU(그래픽처리장치) 서버에 투자를 늘렸을 때 그것이 한정된 예산 탓이고, 시간이 지나면 다시 노멀 서버의 투자가 시작될 것으로 믿었던 적이 있었다”며 “그런데 그런 일은 생기지 않았다"며 "그 이유는 컴퓨팅에 근본적인 변화 생긴 것이다"고 진단했다. 이어서 그는 "노멀 서버는 전통적인 리트리벌 시스템(이미 존재하는 데이터에서 특정 정보를 찾는)을 위한 것이었는데, 컴퓨팅 환경이 주어진 입력에 새로운 정보를 생성하는 제너러티브 시스템으로 변한 것"이라며 "제너러티브 시스템이 되려면 메모리와 컴퓨트 셀들이 대규모로 상호 연결되어 있어야 한다"고 설명했다. 그러면서 그는 차세대 메모리의 중요성을 강조했다. 경 사장은 "메모리와 컴퓨트를 한 칩으로 만드는 것은 비싸다. 그래서 HBM(고대역폭메모리), GPU 가속기, 2.5D 패키지가 등장한 것"이라며 "더 고용량의 HBM, 더 빠른 인터페이스, PIM(프로세싱 인 메모리) HBM, 커스터마이즈 버퍼 HBM 등 메모리와 컴퓨트 사이의 거리를 줄이려는 시도가 계속될 것"이라고 내다봤다. 이어서 그는 "서버에서 시작된 이 시도는 PC로, 스마트폰으로 진화해갈 것”이라며 “새로운 기회가 왔다. AI의 시대와 트릴리온(Trillion·1조) 모델의 LLM(대규모언어모델)이 등장했지만, AGI(인공 일반 지능)는 쿼드릴리온(Quadrillion·1000조)의 파라미터를 필요로 할지도 모른다. 지금은 시작일 뿐일 수 있다"고 덧붙였다. 한편, 삼성전자는 AI 시대에 차세대 메모리를 지원하기 위해 올해 HBM 시설투자를 전년 보다 2.5배 이상으로 늘렸다. 또 내년에도 올해 규모로 HBM 시설투자를 단행한다는 계획이다. 삼성전자는 생성형AI와 온디바이스 AI에 최적화된 ▲12나노급 32기가비트(Gb) DDR5 D램 ▲HBM3E D램 '샤인볼트' ▲CXL 메모리 모듈 제품 'CMM-D' 8.5Gbps 'LPDDR5X(Low Power DDR5X)' D램 ▲LPDDR5X-PIM ▲LLW(Low Latency Wide I/O) D램 등을 공급 또는 개발에 나서고 있다.

2024.01.15 11:14이나리

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