성균관대학교 신소재공학부 김형섭·김영훈 교수팀이 빛을 활용해 정보처리능력과 전력효율을 높인 인공지능(AI) 반도체 기술 개발에 성공했다.

2일 경기도에 따르면 김형섭·김영훈 교수팀은 경기도 지역협력연구센터(GRRC) 사업을 통해 이같은 연구를 진행, 물리·화학 분야 국제 저명 학술지 ‘나노에너지’ 최신호에 게재된다.

기존 AI 반도체는 주로 전기 신호만을 이용해 학습하고 기억하는 방식으로, 데이터 입력·처리 과정에서 에너지 소모가 크고 발열도 심해 정보 저장·연산 속도가 떨어졌다.

김형섭·김영훈 교수팀은 빛으로 신경 신호를 조절하는 광유전학(특정 신경세포가 빛에 반응하도록 조작해 신경 신호를 조절하는 기술)을 반도체 소자에 적용해 이같은 문제를 해결했다.

빛과 전기 신호를 동시 활용하는 새로운 형태를 구현해 더 정교한 학습이 가능하고 인공 신경망을 활용한 이미지 인식률도 높다.

또 반도체 제작 과정에서 소재들의 성능 향상에 최적화된 열처리 온도를 찾아내 소자 내구성을 높이고 장기간 안정적인 작동이 가능해졌다.

이를 통해 차세대 AI 반도체, 스마트 이미지 센서, 자율주행 차량, 차세대 로봇 등 다양한 산업 분야 전반에 활용될 전망이다.

특히 스마트 가전, 모바일 기기에서 더욱 정교한 AI 기능을 구현할 수 있을 것으로 기대된다,

김영훈 교수는 “빛과 전기 신호를 융합한 AI 반도체를 통해 기존 뉴로모픽 소자의 한계를 극복하고 보다 정밀한 신경 신호 처리가 가능해졌다”고 설명했다.

김형섭 교수는 “이번 성과는 차세대 광전자 기반 AI 하드웨어에서 광범위하게 응용될 것”이라고 전망했다.

한편 GRRC 사업은 연구개발 기반이 부족한 도내 중소기업을 지원하기 위해 성균관대를 비롯, 도내 8개 대학에 설치된 11개 센터에서 공동연구개발을 지원하는 산학협력모델이다.

[ 경기신문 = 이유림 기자 ]