한준규 교수 연구팀(공동 제1저자: 강현준 박사과정)의 3차원 적층형 차세대 AI 반도체 연구가 반도체 소자 분야의 세계적 권위 학회인 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM)에 2026년 12월 발표될 예정이다.
본 연구에서는 저온 공정이 가능한 산화물 반도체 기반 강유전체 박막 트랜지스터를 활용하여, 메모리 소자를 수직으로 쌓은 3차원 적층형 어레이를 실제 제작하고 동작을 실증하였다. 각 소자는 하나의 셀에 다중 비트의 가중치를 저장할 수 있으며, 모든 층에서 안정적인 다중 상태 저장과 선택적 쓰기, 메모리 내부 AI 연산을 실험적으로 확인하였다.
또한 실제 측정된 소자 및 어레이 특성을 반영한 시뮬레이션을 통해 대규모 언어모델의 연산 성능을 평가하고, 3차원 적층을 통해 제한된 칩 면적에서 높은 저장 밀도와 연산 효율을 확보할 수 있음을 제시하였다. 본 연구는 University of Michigan의 Wei D. Lu 교수 연구팀과의 공동연구로 수행되었으며, 차세대 3차원 AI 반도체 및 고효율 AI 가속기 구현을 위한 새로운 가능성을 제시하였다.
▲ (좌측) 한준규 교수, 강현준 박사과정생,
(우측)산화물 반도체 기반 강유전체 박막 트랜지스터를 활용한 3차원 적층형 AI 반도체의 소자∙어레이 공동 최적화 개념도