한국공학대학교(총장 황수성)는 이성남 반도체공학부 교수 연구팀이 빛을 통해 정보를 학습하고, 잊었다가 다시 기억할 수 있는 뉴로모픽 광전시냅스 소자를 개발했다고 21일 밝혔다.
연구팀은 트랜지스터 게이트의 극성 제어로 메모리와 논리 상태를 자유롭게 반전하는 새로운 반도체 구조를 구현했다. 이는 정보 저장과 논리 연산을 동시에 수행해 인간의 시각 인지·기억 과정을 모방한 뉴로모픽 인공지능(AI) 반도체로 평가된다.
핵심 소재는 산화갈륨(Ga₂O₃)이다. 기존 전기장 기반 트랜지스터를 확장해 전도성 필라멘트 트랜지스터를 결합한 복합 구조를 설계한 결과, 동일한 게이트 전압에서도 상반된 전류 반응이 관찰됐다. 이에 하나의 소자에서 반전된 시각 신경모방 이미지 두 개와 서로 다른 논리 상태를 동시에 저장·처리하는 특성을 확인했다.
연구진은 이러한 게이트 극성 제어 기반 반전 메커니즘이 기존 메모리 소자의 한계를 넘어 로직-인-메모리 응용으로 이어질 수 있다고 밝혔다. 이는 단순 저장을 넘어 연산과 기억의 동시 수행이 가능한 저전력·고집적 AI 하드웨어 구현의 기술적 기반이 될 전망이다.
이성남 교수는 “하나의 소자에서 기억과 논리를 통합 구현해 인공지능 반도체의 핵심 기술로 발전할 가능성을 입증했다”며 “원천 기술이 산업 수요와 결합해 기술이전·사업화로 이어질 실질적 가능성을 보여줬다”고 말했다.
시흥=김동성 기자 estar@etnews.com
