SK하이닉스가 미국 스탠퍼드대학교와 손잡고 사람의 뇌신경 구조를 닮은 미래 반도체 소자를 개발한다.
SK하이닉스는 12일(현지시간) 미국 캘리포니아주에 있는 스탠퍼드대에서 강유전체 물질을 활용한 인공신경망 반도체 소자 공동 연구개발 협약을 체결했다고 13일 밝혔다. 이번 협업에는 반도체 장비업체 램리서치, 재료업체 버슘 머티리얼즈도 참여한다.
SK하이닉스는 이 프로그램이 뉴로모픽(뇌신경 모방)칩 개발을 위한 발판을 마련할 수 있을 것으로 기대했다. 뉴로모픽칩은 마치 사람 뇌의 사고과정처럼 기억과 함께 판단을 할 수 있는 인공신경망 반도체 소자다.
기존 컴퓨팅 시스템이 입력하면 중앙처리장치(CPU)를 거쳐 메모리 반도체에 저장하고 이를 다시 분석하는 방식이라면, 뉴로모픽칩을 이용할 경우 사람처럼 동시다발로 데이터를 직관적으로 분석하고 저장할 수 있다.
특히 빅데이터 시대에서 취합하는 많은 양의 데이터 중에는 기계가 쉽게 인식하기 어려운 비정형적인 문자·이미지·음성·영상 등이 있는데, 뉴로모픽 컴퓨팅을 이용하면 이를 더 효율적으로 처리할 수 있는 것으로 알려졌다. 이에 따라 과도한 하드웨어 사용에 따른 속도 감소와 전력 소비 문제를 보완할 수 있다.
인공신경망 반도체 소자와 뉴로모픽칩 개발이 발전하면 궁극적으로 메모리 반도체 기능과 시스템 반도체의 연산 능력을 동시에 갖춘 신개념 컴퓨팅 시스템을 만들 것으로 SK하이닉스는 기대했다.
이 칩 개발의 기초가 되는 핵심 물질이 강유전체인데, 이 물질은 전압을 가하지 않아도 분극 상태를 유지할 수 있다. 분극은 전기를 유전체에 흘려 음극(-)과 양극(+)을 만드는 것인데, 이는 데이터의 기본구조인 0과 1을 인식할 수 있다는 뜻이다.
또 강유전체는 전압 크기의 변화에 따라 분극 상태를 부분 조절할 수도 있어 데이터를 단순히 0과 1로 구분하는 것보다 다양한 형태로 기억할 수 있다. SK하이닉스와 스탠퍼드는 이 같은 특성을 이용해 인공신경망 반도체 소자를 개발하고 이를 뉴로모픽칩 연구에 활용할 계획이다.
홍성주 SK하이닉스 미래기술연구원장 부사장은 "이번 공동연구는 소자·공정·장비·재료·설계 등 각 참여자의 장점을 최대한 활용해 인공신경망 반도체 소자의 개발을 가속화 할 것으로 기대한다"고 말했다.