차세대 지능형 반도체의 고질적인 문제인 '데이터 소실'을 해결할 수 있는 핵심 기술을 국내 연구진이 개발했다.

안승언 한국공학대학교 반도체공학부 교수 연구팀은 하프늄 산화물(HfO₂) 기반 강유전체 소재의 데이터 보존 신뢰성을 10년 이상 확보하는 데 성공했다고 19일 밝혔다.

이번 연구 성과는 재료과학 분야 권위지인 '머티리얼즈 호라이즌스(Materials Horizons)' 2월 9일 자 표지논문으로 게재됐다.

최근 생성형 AI의 발전에 따라 저전력·초고속 뉴로모픽 컴퓨팅 구현이 가능한 하프늄 산화물이 주목받아 왔으나, 시간이 지나면 저장된 데이터가 사라지는 현상이 상용화의 큰 장애물로 지적돼 왔다.

연구팀은 데이터 소실의 원인인 불안정한 분극 성분을 선택적으로 제어하는 '로렌츠 테일 엔지니어링(Lorentz-Tail Engineering)' 기술을 개발해 이를 해결했다.

해당 기술을 적용한 결과, 데이터 보유율을 90% 이상 유지하며 10년 이상 안정적인 저장이 가능함을 확인했다.

가혹한 조건에서 실시한 가속 노화 테스트에서도 데이터 안정성을 입증했다.

안 교수는 "이번 연구는 하프늄 산화물 기반 강유전체가 미래 AI 시대를 이끌 지능형 반도체(PIM)의 핵심 소재로 도약하는 전환점이 될 것"이라고 했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구자지원사업 지원으로 수행됐으며, 박사과정 고원우 학생이 제1저자로 참여했다.