SK하이닉스, 스탠퍼드대와 반도체 소자 공동 R&D 협약 체결

인공신경망 반도체 소자 활용해 뇌 구조와 유사한 뉴로모픽칩 개발

램리서치와 버슘머티리얼즈 참여로 글로벌 협력 구축

최용수 SK하이닉스 프런티어테크놀로지(FT) 랩 수석(오른쪽에서 두 번째)이 12일(현지시간) 미국 캘리포니아주 스탠퍼드대학교에서 강유전체 물질을 활용한 ‘인공신경망 반도체 소자 공동 연구개발’ 협약을 체결한 뒤 관계자들과 기념촬영을 하고 있다. 왼쪽부터 존 랭건 버슘머티리얼즈 최고기술책임자(CTO), 필립 웡 스탠퍼드대 교수, 요시오 니시 스탠퍼드대 교수, 최 수석, 데이브 헴커 램 리서치 CTO.ⓒSK하이닉스

SK하이닉스는 미국 스탠퍼드대학교와 강유전체 물질을 활용한 ‘인공신경망 반도체 소자 공동 연구개발’ 협약을 체결했다고 13일 밝혔다.

이번 협약은 인공신경망 반도체 소자를 활용해 향후 뇌 구조와 유사한 뉴로모픽(Neuromorphic·뇌신경 모방)칩 개발을 위한 것으로 글로벌 반도체 장비업체 램리서치와 재료업체 버슘머티리얼즈가 공동 참여한다.

뉴로모픽칩은 인공신경망 반도체 소자를 기반으로 사람 뇌의 사고과정을 모방한 반도체다.

최근 빅데이터 시대에 방대한 양의 데이터 중에는 사람과는 달리 기계가 쉽게 인식하기 어려운 비정형적인 문자·이미지·음성·영상 등이 혼재해 있는데 뉴로모픽칩은 이러한 비정형적인 데이터를 처리하는 데 효율적이다.

또 기존 뉴로모픽 컴퓨팅에서 과도한 하드웨어(HW) 사용에 따른 속도 감소와 전력소비 증가와 같은 단점도 보완 가능하다.

이번 공동연구는 기존 컴퓨팅 방식이 갖는 정보처리 양과 속도 한계를 뛰어넘는 중요한 출발점이다.

현재 시스템에서는 입력한 명령이 중앙처리장치(CPU)나 애플리케이션프로세서(AP) 등 로직 반도체를 지나 D램이나 낸드플래시와 같은 메모리반도체로 전달돼 순차적으로 수행된다.

SK하이닉스는 이번 공동연구를 통해 인공신경망 반도체 소자를 개발하고 이를 뉴로모픽칩까지 발전시킬 경우, 이는 궁극적으로 메모리반도체의 기능과 함께 시스템반도체의 연산 능력까지 갖춘 신개념의 컴퓨팅 시스템을 창출하게 될 것으로 기대하고 있다.

외부에서 명령을 받아들였을 때 사람의 뇌와 같이 동시다발적인 연산과 정보처리가 컴퓨터 칩으로도 가능해지는 것이다.

이러한 칩 개발을 위해 기초가 되는 핵심 물질 중에 하나가 강유전체다. 강유전체는 전압을 가하지 않은 상태에서도 분극(Polarization) 상태를 유지할 수 있는 물질이다.

분극은 전기를 유전체에 흘려 음극(-)과 양극(+)을 만드는 것인데 이는 데이터 저장 기본 구조인 ‘0’과 ‘1’을 인식할 수 있다는 의미다.

뿐만 아니라 강유전체는 전압 크기의 변화에 따라 분극 상태를 부분 조절할 수도 있어 데이터를 단순히 0이나 1로 구분하는 것보다 다양한 상태로 기억할 수 있는 것도 특징이다.

SK하이닉스와 스탠퍼드대학은 이와 같은 특성을 이용해 인공신경망 반도체 소자를 개발하고 이를 뉴로모픽칩 연구에 활용할 방침이다.

홍성주 SK하이닉스 미래기술연구원장(부사장)은 “이번 공동연구는 소자·공정·장비·재료·설계 등 각 참여자의 장점을 최대한 활용해 인공신경망 반도체 소자의 개발을 가속화 할 것으로 기대한다”고 밝혔다.