작성일 : 18-02-14 17:18
최성율·박상희 KAIST 교수팀 공동연구 전자기기용 저전력 멤리스터 집적회로 개발···사물인터넷, 웨어러블 기기 등에 사용 가능
 글쓴이 : happy
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KAIST(총장 신성철)최성율 전기·전자공학부 교수와 박상희 신소재공학과 교수 공동 연구팀이  멤리스터(Memristor)를 이용해 '저전력 비휘발성 로직-인-메모리 집적회로'를 개발했다고 13일 밝혔다.

멤리스터는 메모리와 레지스터의 합성어로 레지스터, 커패시터, 인덕터에 이어 4번째 전자 회로 소자로 알려져 있다.

사물인터넷, 인공지능 등 정보통신 기술의 발전으로 사용자 친화적인 유연한 웨어러블 기기가 활용성이 증가하고 있다. 이에 활용 가능한 저전력 배터리 기반의 소프트 전자기기 개발 필요성도 커지고 있다. 

하지만 기존 트랜지스터로 구성된 메모리와 로직회로 기반의 전자 시스템은 문턱전압 이하 수준의 트랜지스터 누설 전류(subthreshold leakage current)에 의한 대기전력 소모로 인해 휴대용 전자기기로 활용하는데 어려움이 있었다. 또한 기존 메모리와 프로세서가 분리돼 있어 데이터를 주고받는 과정에서 전력과 시간이 소모되는 문제점도 있었다.

이에 연구팀은 정보의 저장과 로직 연산 기능을 동시에 구현할 수 있는 로직-인-메모리 집적회로를 개발했다.

플라스틱 기판 위에 비휘발성의 고분자 소재를 이용한 멤리스터, 산화물 반도체 소재를 이용한 유연 쇼트키 다이오드 선택소자(Schottky Diode Selector)를 수직으로 집적해 선택소자와 멤리스터가 일대일로 짝을 이루는 1S-1M 집적소자 어레이가 제작됐다.

연구팀은 기존의 아키텍처와 달리 대기 전력을 거의 소모하지 않는 비휘발성 로직-인-메모리 집적회로를 구현해 새로운 컴퓨팅 아키텍처를 개발했다. 또한 어레이 상에서 소자 간에 흐르는 스니크(sneak) 전류라고 불리는 누설 전류 문제도 해결했다.

이 밖에 병렬 컴퓨터 방식인 하나의 명령어로 여러 값을 동시에 계산하는 단일 명령 다중 데이터 처리도 가능해졌다. 

최성율 교수"이번 연구는 유연성과 저전력성을 가진 메모리와 로직을 동시에 제공한다"며 "모바일과 웨어러블 전자시스템의 혁신을 가져 올 수 있는 원천기술을 확보했다는 의미가 있다"고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단이 추진하는 글로벌프론티어사업 등의 지원을 받아 수행됐다.

장병철, 남윤용 박사과정이 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 재료분야 국제 학술지
'어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 지난 달 10일자 표지 논문으로 게재됐다. 
제작된 유연 멤리스티브 비휘발성 로직-인-메모리 회로 및 소자 단면 고해상도 투과전자현미경 사진.<사진=KAIST 제공 >

제작된 유연 멤리스티브 비휘발성 로직-인-메모리 회로 및 소자 단면 고해상도 투과전자현미경 사진.<사진=KAIST 제공>