UNIST 전기전자컴퓨터공학부 김경록 교수.(사진 = UNIST 제공)
지금까지 반도체에서 정보를 처리하기 위해서는 컴퓨터에서 처리하는 숫자 이진법 즉, 0과 1의 기호를 통한 신호가 사용되고 있다.
하지만 국내 연구진이 세계 최초로 이진법이 아닌 0과 1, 2로 정보를 처리하는 3진법을 활용해 반도체를 구현해 기술 변화를 예고하고 있다.
반도체 업계는 인공지능(AI), 자율주행, 사물인터넷에 적합한 고성능 반도체를 만들기 위해 기술경쟁을 하고 있다.
즉, 반도체 소자의 크기를 줄이되 집적도를 높이는 것.
2진법을 기반으로 한 반도체에서 정보를 처리하는 시간을 단축하고 성능을 높일수록 증가하는 소비전력을 줄이는 것도 큰 과제다.
이런 가운데 유니스트(UNIST, 울산과학기술원) 전기전자컴퓨터공학부 김경록 교수 연구팀이 2진법이 아닌 3진법을 활용한 반도체를 구현하는데 성공했다고 17일 밝혔다.
'3진법 금속-산화막-반도체(Ternary Metal-Oxide-Semiconductor)'라고 불리는 이 반도체를 세계 최초로 대면적 실리콘 웨이퍼에서 구현했다.
사진 앞 왼쪽부터 이규호 · 김성진 · 김경록 · 장지원 교수, 뒤 왼쪽부터 김우석 · 최영은 · 정재원 · 박지호 연구원.(사진 = UNIST 제공)
대면적에 구현했다는 것은 상용화가 가능하다는 것을 보여주는 거다.
3진법 반도체는 0과 1, 2 값으로 정보를 처리하기 때문에 2진법 보다 처리해야 할 정보의 양이 줄어 계산 속도가 빠르고 그에 따라 소비전력도 적다.
예를 들어 숫자 128을 표현한다면 2진법으로는 8개의 비트(bit, 2진법 단위)가 필요하지만 3진법으로는 5개의 트리트(trit, 3진법 단위)만 있으면 저장할 수 있다.
유니스트 전기전자컴퓨터공학부 김경록 교수는 "3진법의 강점은 반도체 칩 소형화가 가능하다는 것"이라며 "반도체 공정에서 3진법 시스템으로 바뀔 경우 설계부터 공정까지 전 분야에 걸쳐 미래 반도체 패러다임이 바뀔 것"이라고 말했다.
이어 "3진법 반도체는 향후 4차 산업혁명의 핵심인 AI, 자율주행, 사물인터넷, 바이오칩 등의 기술발전에 있어 큰 파급 효과가 있을 것"이라고 덧붙였다.
삼성전자는 김경록 교수팀 연구지원을 위해 파운드리 사업부 팹(FAB)에서 미세공정으로 3진법 반도체 구현을 검증하고 있다.
삼성전자는 이번 연구를 지난 2017년 9월 삼성미래기술육성사업 지정테마로 선정해 지원해왔다.
삼성미래기술육성사업은 국가 미래 과학기술 연구 발전을 위해 2013년부터 10년간 1조5000억원을 지원하고 있다. 지금까지 532개 과제에 6826억원을 투자했다.