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[IT뉴스]“방금 움직임과 조금 전 움직임을 함께 읽는다”…KAIST, ‘시간 기억’ AI 반도체 개발

온카뱅크관리자

2026-09-29 07:57:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">빠른·느린 소자 적층해 시간 흐름 처리<br>웨어러블 센서 적용 기대</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="F0EeNpjJms">
          <p contents-hash="a00d6e539266094785c00ee61e9aefcfc11069a03cbb69cb991255f77f633acc" dmcf-pid="3pDdjUAiwm" dmcf-ptype="general"> [이데일리 김현아 기자] 한국 연구진이 현재 들어오는 신호뿐 아니라 앞서 입력된 신호의 흔적까지 기억해 처리하는 AI 반도체를 개발했다. 움직임의 순서와 변화가 중요한 스마트워치 등 웨어러블 기기와 센서에 활용될 가능성이 있다.</p>
          <p contents-hash="0c8743f669a2798ddc5072ca4a767ad1e99b049f51a696e260323003ea2601a3" dmcf-pid="0UwJAucnrr" dmcf-ptype="general">KAIST는 AI시스템학과 권지민 교수 연구팀이 UNIST, POSTECH 연구진과 함께 반응 속도가 서로 다른 반도체 소자를 여러 층으로 쌓아 시간에 따라 변하는 정보를 처리하는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="205b937eb5817a11e7cf5cd1285a9abb652d824eb5a54a5feeede676129e9c1e" dmcf-pid="puric7kLrw" dmcf-ptype="general">이 기술의 특징은 반도체 자체가 과거 신호의 흔적을 일정 시간 유지한다는 점이다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="2eff63481399315479895985668f6d0887b0aa3d07ffbab25a4bb56ce4de218f" dmcf-pid="U7mnkzEoED" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="좌측부터 백승훈 연구원 (UNIST), 이용우 박사 (KAIST), 권지민 교수님 (KAIST, 교신저자), 김형준 연구원 (UNIST), 정학순 박사 (KAIST, 제1저자)다. 사진=KAIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/29/Edaily/20260929075558329kabm.jpg" data-org-width="1000" dmcf-mid="5kQ3bmKpmC" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/29/Edaily/20260929075558329kabm.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            좌측부터 백승훈 연구원 (UNIST), 이용우 박사 (KAIST), 권지민 교수님 (KAIST, 교신저자), 김형준 연구원 (UNIST), 정학순 박사 (KAIST, 제1저자)다. 사진=KAIST
           </figcaption>
          </figure>
          <div contents-hash="1832c8e7c7034e27fcf27442876ba07f7b2cb0fc64746d325a9ab04bb9c27800" dmcf-pid="uzsLEqDgDE" dmcf-ptype="general">
           전기를 가하면 반도체 내부의 이온이 움직이면서 전류가 변한다. 전기를 끊은 뒤에도 이온이 바로 원래 상태로 돌아가지 않아 이전 신호의 영향이 일정 시간 남는다. 연구팀은 이 특성을 이용해 과거 신호를 반도체 내부에 남겼다.
          </div>
          <p contents-hash="1d9f7cd77e4241db46edd3abacf276e4a0cc54de3f85d380a2a7181e112c31de" dmcf-pid="7qOoDBwaIk" dmcf-ptype="general">또 이온을 담는 물질을 액체나 젤이 아닌 단단한 얇은 막으로 구현하고, 이온의 양과 막의 구조를 조절했다. 이를 통해 신호에 빠르게 반응하는 소자와 느리게 반응하는 소자를 각각 만들었다.</p>
          <p contents-hash="0ea08cb9f41858327febe4d2b01ec6a7a72c992bee217be340dfadc6b9beb277" dmcf-pid="zBIgwbrNDc" dmcf-ptype="general">두 소자를 수직으로 쌓으면 빠른 소자는 방금 들어온 신호를, 느린 소자는 앞서 들어온 신호의 흔적을 처리한다. 현재의 변화와 과거의 흐름을 하나의 반도체에서 함께 다룰 수 있는 구조다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="332dc5b8b7654027fd17567fa9153cc6299eb7e9e852e3112ee056a908b47e81" dmcf-pid="q3kRa0NdIA" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="고체형 이온 게이트 트랜지스터 기반 단일 3차원 집적 다중 시간 스케일 reservoir 구조" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/29/Edaily/20260929075559603mogh.jpg" data-org-width="1199" dmcf-mid="1jvcIfCEmI" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/29/Edaily/20260929075559603mogh.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            고체형 이온 게이트 트랜지스터 기반 단일 3차원 집적 다중 시간 스케일 reservoir 구조
           </figcaption>
          </figure>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="88ee0c7186b2362988bcee7cc724341405dc9ce0238640f5418643a1f77bc7ec" dmcf-pid="B0EeNpjJwj" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="이온 동역학 기반의 시냅스 특성 및 시간 의존적 소자 동작." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/29/Edaily/20260929075600854tmqu.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="tqwJAucnsO" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/29/Edaily/20260929075600854tmqu.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            이온 동역학 기반의 시냅스 특성 및 시간 의존적 소자 동작.
           </figcaption>
          </figure>
          <div contents-hash="1c0d80c819ee5413932bf9dba4738d1fa16e8ca91b44a198d0eec17995e6e460" dmcf-pid="bpDdjUAiON" dmcf-ptype="general">
           예를 들어 스마트워치가 사람의 움직임을 분석할 때 특정 순간의 센서값만 보는 것이 아니라 ‘조금 전부터 어떻게 움직였는지’를 함께 볼 수 있다. 걷기나 팔 흔들기처럼 시간에 따라 변화하는 동작을 구별하는 데 활용할 수 있다.
          </div>
          <p contents-hash="844d968bcef35af8163c180bb2e9d63ec29bc2efba055b91a2c567dc233b5ba8" dmcf-pid="KUwJAucnIa" dmcf-ptype="general">연구팀은 네 차례 입력되는 신호의 켜짐과 꺼짐 순서에 따라 16가지 패턴을 구별할 수 있음을 확인했다. 움직이는 숫자 영상 데이터를 이용한 검증에서는 서로 다른 시간 특성을 가진 영상 신호를 90% 이상의 정확도로 판별했다.</p>
          <p contents-hash="47df3ade9415920bd8deb3e2c4cfd5a0379766dba7db3fe73651b59775ab7e5a" dmcf-pid="9uric7kLsg" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 소자를 4인치 웨이퍼 크기로 제작하고 휘어지는 기판에도 구현했다. 제작 후 55개월에 걸친 측정에서도 전기적 특성이 안정적으로 유지됐다.</p>
          <p contents-hash="ee92e2bcc70b366a6156c3c461a2506101848f45d9d72d0ae49309d0abfeed88" dmcf-pid="27mnkzEoro" dmcf-ptype="general">이번 기술은 시간에 따라 변하는 정보를 반도체 자체에서 처리하는 뉴로모픽 AI 하드웨어로 발전할 가능성이 있다. 센서와 결합하면 스마트워치나 피부 부착형 기기에서 움직임이나 생체 신호를 기기 내부에서 처리하는 방식으로도 확장할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="cda0bce901e757ed81e68cd1e175c7ebb210dc27a6ed5fd36969f4c03aba70a3" dmcf-pid="VzsLEqDgrL" dmcf-ptype="general">다만 실제 스마트워치 등에 적용했을 때의 성능과 소비전력 절감 효과는 추가 검증이 필요하다. 연구팀은 앞으로 패키징과 주변 회로 연결 기술을 개발하고 센서와 연계해 입력된 시간 정보를 소자에서 직접 처리하는 시스템으로 확장할 계획이다.</p>
          <p contents-hash="3a4bbe055b95b8255ae1ff2307453284f8225dda556e2cdf0a1e25f091ac38b9" dmcf-pid="fqOoDBwaIn" dmcf-ptype="general">권지민 교수는 “이번 소자는 기존의 얇은 반도체 제작 공정을 활용해 넓은 기판에 만들 수 있고 여러 층으로 쌓을 수 있다”며 “향후 스마트워치처럼 적은 전력으로 움직임과 몸의 신호를 처리해야 하는 기기의 AI 반도체로 발전시킬 수 있을 것”이라고 말했다.</p>
          <p contents-hash="ac8ba2938c500e1eba4a4c83ff8ac154001bcd55d4937758944b657ab82322c4" dmcf-pid="4BIgwbrNsi" dmcf-ptype="general">이번 연구에는 KAIST 정학순 연구교수, POSTECH 노용영 교수, KAIST 권지민 교수가 참여했다. 연구 결과는 국제 학술지 어드밴스드 머티리얼즈에 지난 6월 30일 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="ffc60aed262786d71b851ebcc978e8a8f5832508e00ce86f211a478f920c7f9a" dmcf-pid="8bCarKmjmJ" dmcf-ptype="general">연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단의 국가반도체연구실지원핵심기술개발사업 및 우수신진연구사업과 산업통상자원부·한국산업기술기획평가원의 초격차기술개발사업 지원을 받아 이뤄졌다.</p>
          <p contents-hash="34bd8fb59429b94d5c92f3f712d0068fb3c0924a571d7d91143f0ee7c7dac722" dmcf-pid="6i3SZn5Tmd" dmcf-ptype="general">김현아 (chaos@edaily.co.kr) </p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 이데일리. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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