이화여자대학교 지능형반도체공학전공 조성재 교수가 2026년도 과학기술정보통신부가 주관하는 차세대지능형반도체기술개발(소자) 사업에 선정됐다. 조교수는 < 고속·초저전력 AI 반도체 기술을 위한 DRAM-Flash 이종 메모리 기반 인공신경망 시냅스 소자 및 3차원 통합 집적시스템 기술 개발>을 주제로 연구 과제를 수행하며, 향후 3년간 차세대 인공지능 반도체 핵심 원천기술 개발에 나선다.

최근 인공지능 기술이 빠르게 발전하면서, 소프트웨어 중심의 AI를 실제 반도체 하드웨어에서 에너지 효율적으로 구현하기 위한 기술의 중요성이 더욱 커지고 있다. 특히 초저전력과 초고속 연산을 동시에 구현하기 위해서는 반도체 메모리 기술의 혁신이 필수적이다. 현재 다양한 메모리 기반 AI 기술이 연구되고 있으나, 단일 메모리 기술만으로는 학습과 추론을 모두 효율적으로 수행하는 데 한계가 있다는 문제가 제기되고 있다. 

이번 연구는 서로 다른 특성을 갖는 DRAM과 Flash 메모리를 하나의 인공지능 시스템에서 유기적으로 활용하는 새로운 이종 메모리 기반 AI 반도체 구조를 제안한다. DRAM은 빠른 학습(learning-intensive task)에 최적화된 시냅스 소자로, flash는 대용량 파라미터 저장과 고속 추론(inference-intensive task)에 최적화된 시냅스 소자로 구현하여, 학습과 추론의 특성에 따라 적응적으로 동작하는 차세대 AI 하드웨어 플랫폼을 개발하는 것이 핵심 목표다.

본 과제는 3년간 총 33억 원의 연구비를 지원받는다. 조성재 교수는 총괄책임자이자 제1세부 연구책임자로서 DRAM 기반 시냅스 기술 개발을 담당하며, 서울대학교 최우영 교수는 제2세부 연구책임자로 flash 기반 시냅스 기술 개발을 수행한다. 국내 총 9개 연구팀이 참여하는 본 대규모 공동연구를 통해 소재, 소자, 집적공정, 핵심 회로 및 고밀도 배선 기술 등을 포괄하는 차세대 AI 반도체 핵심 기술 확보에 나선다.

특히 CMOS-DRAM-Flash의 일괄공정을 기반으로 한 3차원 집적 기술과 이미지 및 음성 추론을 위한 통합 AI 칩 구현은 현재 국내외에서 아직 시도된 사례가 거의 없는 도전적인 연구로 평가받았다. 연구진은 이번 과제를 통해 차세대 초고속·초저전력 AI 반도체의 핵심 원천기술을 확보하고, 우리나라가 글로벌 인공지능 반도체 기술을 선도하는 데 기여할 수 있는 의미 있는 연구 성과를 창출할 것으로 기대하고 있다.