[한국대학신문 조영은 기자] 부산대학교(총장 차정인) 대학원 전기전자공학과의 지능형 반도체 연구팀이 제안한 ‘초저전력 시냅틱 박막 소자에 관한 연구’가 과학기술정보통신부 지정 기초연구실(BRL, Basic Research Lab)에 선정됐다.

연구팀은 학부과정의 전자공학과 이성식 교수(과제책임)와 이문석 교수, 노정균 전기공학과 교수 등 3명의 연구자로 구성됐다.

생물학적인 뇌에는 1000억 개의 뉴런과 100조 개의 시냅스가 존재하며 총 20W의 전력을 소모한다. 각 뉴런은 0.2nW(나노 와트, 10억 분의 1 와트)의 매우 작은 전력을 소모한다. 또한 각 뉴런에는 평균 1000개의 시냅스가 연결돼 있어 각 시냅스는 0.2pW(피코 와트, 1조 분의 1 와트)라는 엄청난 초저전력 특성을 갖는다. 생물학적 시냅스와 뉴런은 가중치의 변화 및 유지(Memory), 신호의 덧셈(Integrate)과 정규화(Homeostatic Scaling), 어떤 임계치와의 비교를 통한 스파이크 생성(Firing) 등의 다양한 신호 처리를 하면서도 이와 같은 초저전력 특성을 나타낸다. 그래서 이를 반도체적으로 모사하는 것은 가장 풀기 어려운 난제로 인식되고 있다. 인텔 등 세계적인 기업들도 현재 이를 해결하기 위해 도전 중이다.

이러한 난제를 풀기 위해 연구팀은 거의 꺼진 상태의 트랜지스터 동작을 통해 초저전력 특성을 확보하고 수동 평균기 회로 등을 도입해 뉴런의 신호 덧셈 및 정규화기능 등을 구현할 계획이다. 기반 기술로 다양한 유/무기 박막 소재를 도입해 시냅틱 기능을 구현한다. 이를 통해 연구팀은 실제 시냅스와 뉴런의 기능뿐만 아니라 초저전력 특성을 가장 근접하게 모사하는 기술을 세계 최초로 개발하는 것을 연구 목표로 하고 있다.

이성식 교수는 “연구팀은 관련 선행연구결과를 이미 확보하고 있으며 이는 연구목표 달성의 토대가 될 것”이라고 성공적인 연구수행 및 결과에 대한 자신감을 밝혔다.

과기정통부에서 지정하고 한국연구재단에서 지원하는 기초연구실 사업은 3~4명의 소규모 집단연구를 지원해 공동연구를 활성화하고 과학기술 발전을 위한 원천기술 확보의 토대를 마련하기 위한 사업이다.