Terabyte Interconnection and Package Laboratory

반도체시스템공학과 김정호

테라바이트 인터커넥션 및 패키지 연구실(Teralab)은 차세대 반도체 패키지, 고대역폭 메모리(HBM), 2.5D/3D 집적회로, 그리고 인공지능 기반 설계 자동화 등 첨단 전자 시스템의 핵심 기술을 선도적으로 연구하는 KAIST 전기및전자공학부 소속 연구실입니다. 본 연구실은 신호 무결성(SI), 전력 무결성(PI), 열 무결성(TI), 전자파 간섭(EMI/EMC) 등 고성능 시스템에서 발생하는 다양한 문제를 체계적으로 분석하고, 혁신적인 설계 및 최적화 방법론을 개발합니다. 특히, HBM, GPU, NPU, SoC 등 대규모 칩렛 시스템에서의 고속 신호 전송, TSV/인터포저/패키지 기반의 2.5D/3D 집적회로, 실리콘/글래스/유기 인터포저, 팬아웃 패키지, 풀 웨이퍼 스케일 칩(FWSC) 등 다양한 첨단 패키징 기술을 연구합니다. 또한, 신호/전력 무결성 분석, 아이 다이어그램 예측, PDN 설계, 열-신호-전력 동시 최적화 등 시스템 수준의 통합 설계 및 검증을 수행합니다. 본 연구실의 또 다른 강점은 인공지능(AI) 및 머신러닝(ML) 기반의 설계 자동화 및 최적화 기술입니다. 강화학습, 생성적 AI, 베이지안 최적화, 그래프 신경망 등 첨단 AI 기법을 활용하여, 핀 어사인먼트, TSV 배열, 디커플링 캐패시터 배치, 인터커넥트 라우팅 등 복잡한 설계 문제를 빠르고 정확하게 해결합니다. 실제 산업 현장에서 요구되는 대규모 설계 데이터와 다양한 제약 조건을 반영한 실용적 AI 솔루션을 개발하고 있습니다. 또한, 무선 전력 전송(WPT), 메타물질 기반 자기장 집중 및 차폐, 드론/전기차/웨어러블 디바이스용 무선 충전, 스마트워치 스트랩 무선 충전 등 차세대 응용 분야에도 활발히 연구를 진행하고 있습니다. 실험적 검증과 이론적 모델링, 시뮬레이션을 종합적으로 활용하여, 실제 산업체와의 협력 및 기술 이전도 활발히 이루어지고 있습니다. 테라바이트 인터커넥션 및 패키지 연구실은 국내외 유수의 학술지 및 국제학회에서 다수의 수상 실적과 논문 발표, 특허 출원, 산학협력 프로젝트를 통해, 반도체 패키지 및 시스템 분야의 글로벌 리더로 자리매김하고 있습니다. 앞으로도 차세대 반도체 및 전자 시스템의 혁신을 이끄는 핵심 연구실로서, 학문적·산업적 가치를 지속적으로 창출할 것입니다.