우리나라가 선진국의 반열로 올라설 수 있던 대기업 중 하나인 삼성전자가 제일 대표하는 사업이 무엇인지는 다들 알 것이다. 삼성전자는 우리가 사용하는 컴퓨터, 스마트폰 등등의 가전제품들로도 유명하지만, 세계적으로 제일 크게 활약하고 있는 분야는 반도체 분야라고 할 수 있다. 삼성전자가 반도체 사업을 이끌어나가며 현재는 1위인 대만의 그룹과 경쟁 중이라고 하는데 그렇다면 반도체가 어떤 역할을 하는 제품이기에 계속 발전시켜야 하는지에 대해 알아보자.
반도체는 정보를 저장하거나 연산과 제어기능을 해 다양한 분야에 사용되고 있는 제품으로 메모리 반도체와 비메모리 반도체로 구분이 된다. 메모리반도체는 표준품 대량생산에 필요한 생산기술로서 경쟁력의 핵심요인으로 작용하고 있으며 시스템반도체는 응용제품의 운용에 필요한 설계기술로서 경쟁력의 관건으로 작용해 스마트폰에서부터 전자기기는 물론 우주항공에 이르기까지 다양하게 사용되고 있다.1
이러한 반도체 기술에 대한 개발 연구가 뜨거워지며 한 단계 더 나아간 기술이 바로 뉴로모픽 칩이다. 뉴로모픽 칩이란 딥러닝 등의 인공지능 기능을 구현할 수 있는 사람의 뇌 신경을 모방한 차세대 반도체인데 기존 반도체와 비교해 성능이 뛰어나고 전력 소모량 또한 1억분의 1로 감소시킬 수 있는 미래 반도체 시장을 좌우할 핵심 기술이다. 지금의 반도체는 저장과 연산 기능으로 나누어져 각각의 반도체가 정해진 역할을 수행하고 있지만 뉴로모픽 칩은 하나의 반도체가 저장, 연산, 인식, 패턴 분석까지 다양한 일을 할 수 있는 것이다. 심지어 반도체의 구조까지 시냅스로 구성되어 사람이 기억하는 원리처럼 신호의 잔상으로 데이터를 저장하여 엄청난 데이터 인식 및 처리 능력을 보인다고 예상된다.
하나의 예를 들어보면 하나의 동물을 다른 동물 사진들과 구별하는 인공지능을 개발하는데 1,6000개의 CPU가 필요했지만 뉴로모픽 칩이 개발되면 그 한 개가 동일한 기능을 구현해내는 것이다. 그렇기에 전력이 적게 소요되는 반도체를 개발하는 것이 중요한 현실이며 이것들이 성공한다면 우리나라가 반도체의 역사를 써 내려가는 것도 가능해지는 것이다.2
반갑게도 한국에서 한 연구팀이 뉴로모픽 칩의 정보 처리 능력을 향상할 수 있는 더 뛰어난 인공지능 반도체 소자를 개발했다고 한다. 뉴로모픽 칩의 병렬 정보처리와 사람의 뇌와 같은 학습 능력 구현에 필요한 시냅스 모방 반도체 소자에 대한 연구를 통해 선형적인 장기기억 강화와 약화 특성을 동시에 가질 수 있는 혼성 시냅스 모방 반도체 소자를 구현해낸 것이다. 기존의 인공신경망 대비 15% 이상의 능력 향상을 확인했다고 하며 이를 통하여 차세대 인공신경망 기반 시스템의 발전에 이바지하는 개발이라고 보고 있다고 한다.3
인공지능이 들어가는 요즘 대부분의 전자제품에 다 반도체가 들어가며 점점 영역이 확장되고 있는데 이를 뒷받침해 줄 수 있는 연구 성과로 반도체 분야의 선두에 서게 되는 데 도움이 될 것으로 보인다. 세상은 쉴새 없이 변하고 발전하며 경쟁 중이다. 이러한 기술에 대한 우리의 관심과 연구가 더해진다면 언젠가 세계의 발전에 큰 역할을 하지 않을까.
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