전력 소비 15배 이상 줄인 메모리 소자 개발

최신현 KAIST 교수팀 네이처 발표
“AI 반도체 구현에 도움될 것” 평가

국내 연구진이 기존 제품보다 15배 이상 전력을 적게 쓰는 초저전력 메모리 소자를 개발했다. 인공지능(AI)반도체에 활용 가능한 이 메모리 소자는 공정 비용이 저렴해 빠른 상용화가 기대된다.

최신현 KAIST 전기및전자공학부 교수(사진)팀은 D램, 낸드(NAND) 플래시 메모리를 대체할 수 있는 초저전력 차세대 상변화 메모리 소자를 개발해 국제학술지 ‘네이처’ 4일자에 발표했다.

상변화 메모리는 열로 물질의 상태를 바꿔 저항 상태를 변경하는 방식으로 정보를 저장하는 메모리 소자다. 속도가 빠른 D램의 장점과 전원이 꺼져도 정보가 유지되는 낸드 플래시 메모리의 장점을 모두 가지고 있어, 사람의 뇌를 모방하는 뉴로모픽 컴퓨터에 활용할 수 있다. 뉴로모픽 컴퓨터는 AI 반도체의 일종으로, AI의 효율성을 크게 높일 것으로 기대되는 차세대 기술이다.

기존의 상변화 메모리는 소모 전력이 크고 값비싼 초미세 반도체 노광공정을 이용해 제작하기 때문에 AI 반도체 메모리로 활용하는 데 한계가 있었다. 최 교수 연구팀은 전기적으로 적은 부위에만 상변화 물질을 형성함으로써 기존 상변화 메모리 대비 소비 전력을 15배 이상 줄였다. 또 이렇게 형성된 상변화 물질은 값비싼 노광공정 없이도 nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m) 크기의 상변화 필라멘트를 자체적으로 형성해 공정 비용을 크게 줄일 수 있다.

이번에 개발된 메모리 소자는 제조 비용이 적고 에너지 효율을 대폭 개선했다는 점에서 산업적 가치가 크다는 평가가 나온다. 최 교수는 “적은 전력으로 방대한 양의 데이터를 처리할 수 있는 AI 반도체를 구현하는 데 도움이 될 것”이라고 했다.