단국대-한양대 공동연구팀, 빛으로 학습하는 차세대 AI 반도체 개발

[아이뉴스24 정종윤 기자] 단국대학교 화학공학과 최준환 교수가 한양대학교 유호천·오세용 교수팀과 함께 빛을 이용해 인간의 뇌처럼 학습하는 차세대 인공지능(AI) 반도체인 ‘광전자 뉴로모픽 반도체’를 개발했다.

이번 연구는 광전자 기반 메모리와 시냅스 기능을 단일 소자에 통합한 것으로, 기존의 전기 신호 기반 뉴로모픽 반도체 한계를 극복하며 차세대 AI 컴퓨팅 분야에 새로운 가능성을 제시했다.

5일 단국대에 따르면 연구팀이 개발한 소자는 이중 절연막 구조의 트랜지스터 형태로, 고분자 절연층 사이에 빛에 의해 생성된 전하를 포획·저장할 수 있도록 설계됐다. 특히 상온 기체 공정을 활용해 유기 반도체 소재를 종이 명함 기판 위에 직접 구현하는 데 성공했다.

이를 통해 개발된 소자는 얇고 휘어지는 유연한 구조를 가지며, 웨어러블 기기나 AI 센서, 보안 시스템 등 다양한 분야에 적용 가능하다는 장점이 있다. 실제 지문 인식 시뮬레이션에서도 최대 96%의 정확도를 기록하며 높은 사용자 식별 성능을 입증했다.

최준환 교수는 “광전자 기반 시냅스 소자를 종이 기판 위에 구현한 것은 세계적으로도 드문 사례”라며 “메모리와 학습 기능을 동시에 수행할 수 있어 향후 인공지능 센서와 보안 플랫폼 등 다양한 산업 분야로의 확장이 기대된다”고 말했다.

이번 연구 결과는 전기전자 분야 상위 2% 이내 저널(JCR 2024 기준)인 'npj Flexible Electronics(IF=15.5)'에 2025년 7월 온라인 게재됐다. 연구는 한국연구재단의 중견연구자 개인연구사업의 지원을 받아 수행됐다.