[경남소식] 재료연구원, 차세대 뉴로모픽 반도체 핵심소재 개발

강종효 / 기사승인 : 2021-10-18 11:11:47
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[창원=쿠키뉴스] 강종효 기자 = 한국재료연구원(KIMS, 원장 이정환) 에너지전자재료연구실 권정대, 김용훈 박사 연구팀이 충북대 조병진 교수 연구팀과 함께 차세대 뉴로모픽(신경 네트워크 모방) 반도체에 들어가는 핵심소재를 국내 최초로 개발했다.

이번 기술은 수 나노미터 두께의 2차원 나노소재를 이용해 신개념 멤트랜지스터 소자를 구현한 것이다. 

멤트랜지스터는 ‘메모리’와 ‘트랜지스터’의 합성어로 연구팀은 1000번 이상의 전기자극으로 신경 시냅스의 전기적 가소성을 재현성 있게 모방해 약 94.2%(시뮬레이션 기반 패턴 인식률 98%)의 높은 패턴 인식률을 얻는 데 성공했다.


반도체 소재로 널리 사용되는 몰리브덴황(MoS2)은 단결정 내에 존재하는 결함이 외부 전계에 의해 움직이는 원리로 작동된다. 

하지만 결함의 농도나 형태를 정밀하게 제어하기 어려운 문제가 있어 연구팀은 문제 해결을 위해 산화니오븀(Nb2O5) 산화물층과 몰리브덴황 소재를 순차적으로 적층하는 방법을 택했다. 

이를 통해 외부 전계에 의한 높은 전기적 신뢰성을 갖춘 멤트랜지스터 구조의 인공 시냅스 소자를 개발할 수 있었다. 

또한 연구팀은 산화니오븀 산화물층의 두께를 변화시켜 저항 스위칭 특성을 자유롭게 조절하고 10피코줄(pJ, picojoule)의 매우 낮은 에너지로도 기억 및 망각과 관련된 뇌의 정보를 처리할 수 있음을 입증했다.

현재 인공지능 하드웨어는 소비전력과 비용부담이 큰 GPU, FPGA, ASIC 형태로, 향후 산업 성장에 따라 폭발적인 수요가 기대된다. 

▲왼쪽부터 한국재료연구원 권정대 박사, 김용훈 박사

웨어러블 인공지능 시장은 2018년 기준 약 115억 달러에서 연평균 성장률 29.75%에 달해 2023년에는 424억 달러에 육박할 것으로 예상되고 있다. 

재료연 권정대, 김용훈 박사 연구팀은 "고신뢰성의 신개념 멤트랜지스터 구조 기반 인공지능 반도체 소자가 활용될 경우, 회로 집적도 및 구동 에너지를 크게 줄일 수 있다"며 "향후 저전력 엣지 컴퓨팅 및 웨어러블 인공지능 시스템에 적용이 기대된다"고 말했다.

이번 연구성과는 과학기술정보통신부의 지원을 받아 한국재료연구원 주요사업으로 수행됐으며 연구결과는 세계적인 학술지인 어드밴스트 펑셔널 머티리얼즈지(Advanced Functional Materials, IF=18.808)에 10월 1일자 표지논문으로 게재됐다.



◆삼성중공업, 2조원대 수주…올해 수주 100억 달러 돌파
 
삼성중공업은 유라시아 지역 발주처와 셔틀탱커 7척에 대한 블록, 기자재 및 설계 공급계약을 총 17억 달러 (한화 2조453억원)에 체결했다고 18일 공시를 통해 밝혔다.

이로써 삼성중공업은 올 한해 71척, 103억 달러 (한화 약 11.6조원) 수주를 기록하며 지난 5월 78억 달러에서 91억 달러로 한 차례 높인 연간 수주 목표를 13% 초과 달성했다.


특히 '조선부문 수주 100억 달러 돌파'는 조선업 수퍼 사이클의 정점이였던 2007년, 126억 달러 수주에 이은 역대 두번째로 조선업 시황 회복의 긍정 시그널로 평가된다.

향후 시황 전망도 밝음. 지난 달 발간된 클락슨리서치 조선시황 전망 보고서에 따르면 국제해사기구의 탄소 배출 규제 강화로 친환경 선박 수요와 노후 선박 교체 확대 등이 본격화면서 2023~2031년 연평균 선박 발주량이 2020년의 2배 수준인 1900여척까지 늘어날 것으로 전망하는 등 조선 시황 호조는 장기간 이어질 것으로 예상된다.

삼성중공업 관계자는 "탈탄소 규제가 강화됨에 따라 고효율 친환경 선박 발주 문의가 증가하는 상황"이라며, "올해 남은 기간 양질의 수주를 더욱 확대해 나갈 것"이라고 말했다.

한편 삼성중공업은 수주 증가세에 힘입어 지난 2월부터 단일 조선소 기준 수주잔고 세계 1위를 7개월째 유지하는 등 선가 상승의 토대를 마련했다.



◆BNK경남은행, 지에스엠케이 '유망중소기업' 선정

BNK경남은행이 창원시 의창구 팔용동에 소재한 지에스엠케이(대표이사 김갑수)를 ‘유망중소기업’으로 선정했다.

자동차 엔진부품 제조업을 영위 중인 지에스엠케이는 뛰어난 기술력과 성장 잠재력 등을 높이 평가 받아 유망중소기업에 뽑혔다.


지에스엠케이는 지난 2019년 IATF 16949(자동차품질경영시스템) 인증을 획득했으며 2020년에는 중소벤처기업부로부터 기술혁신형 중소기업(Inno-Biz)으로 선정되는 등 역량을 인정 받았다.

특히 포드사의 EGR쿨러 커버 및 전기자동차부품 양산도 계획 중에 있어 향후 지속적인 성장이 기대된다.

유망중소기업에 선정된 지에스엠케이는 특별 제작한 현판과 인증서 그리고 금융서비스 등이 제공된다.

한편 BNK경남은행 유망중소기업 제도는 성장잠재력이 높은 유망중소기업을 발굴해 금융지원을 강화하고 거래관계를 확대하기 위해 마련된 중소기업 보호ㆍ육성 제도다.

k123@kukinews.com