Intelligent Semiconductor Devices Lab

신소재공학부 김형진

Intelligent Semiconductor Devices Lab(ISDL)은 한양대학교 신소재공학부 김형진 교수가 이끄는 연구실로, 차세대 반도체 소자 및 어레이 구조, 뉴로모픽 시스템, 인메모리 컴퓨팅, 하드웨어 보안 등 첨단 반도체 기술의 융합적 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 실리콘 기반 CMOS, NCFET, TFET 등 신소자 구조의 설계와 TCAD 시뮬레이션, 실제 소자 제작 및 측정, 공정 최적화 등 소자 개발의 전 과정을 아우르며, 플래시 메모리, 멤리스터, 멤커패시터 등 차세대 메모리 소자와 3D 적층형 어레이 구조에 대한 혁신적인 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 뉴로모픽 시스템 및 인메모리 컴퓨팅 분야에서는 멤리스터 크로스바 어레이, 플래시 기반 시냅스 소자 등 다양한 메모리 소자를 활용하여 하드웨어 기반 인공신경망, 스파이킹 뉴럴 네트워크(SNN), 컨볼루션 신경망(CNN) 등 첨단 AI 연산 구조를 실제로 구현하고 있습니다. 온칩 학습, 경계값 이진 신경망, 커널 맵핑 등 하드웨어 친화적 알고리즘 개발과 함께, 멀티비트 가중치 표현, 소자 변동성 보정, 신뢰성 향상 등 실용적 하드웨어 구현을 위한 다양한 회로 및 시스템 기술도 개발 중입니다. 또한, 하드웨어 보안 분야에서는 멤리스터, 멤커패시터, 플래시 등 다양한 소자의 고유 특성을 활용한 물리적 복제불가 함수(PUF), 랜덤 노이즈 기반 난수 발생기(TRNG) 등 차세대 하드웨어 보안 기술을 연구하고 있습니다. 3D 적층형 어레이, 차동 쌍 구조, 환경 변화 내성, 머신러닝 공격 저항성 등 실질적 보안 성능을 높이기 위한 구조적·알고리즘적 혁신도 활발히 이루어지고 있습니다. ISDL 연구실은 소재-공정-소자-회로-시스템-알고리즘을 아우르는 융합적 접근을 통해, 반도체 기술의 한계를 극복하고 미래 반도체 산업의 혁신을 주도하고 있습니다. 다양한 국내외 산학연 협력, 대형 국가연구과제, 특허 및 논문 실적, 국제 학술대회 발표 등 활발한 연구 활동을 통해, 차세대 인공지능 하드웨어, 엣지 컴퓨팅, IoT, 스마트 모빌리티, 하드웨어 보안 등 다양한 응용 분야에서 실질적 성과를 창출하고 있습니다. 이러한 연구 역량을 바탕으로 ISDL은 반도체 소자 및 시스템 분야의 글로벌 리더로 자리매김하고 있으며, 미래 지능형 반도체 기술의 패러다임 전환과 산업적 혁신을 이끌어가고 있습니다. 앞으로도 소재부터 시스템, 알고리즘까지 전주기적 통합 연구를 지속적으로 확장하여, 첨단 반도체 및 인공지능 하드웨어 분야에서 세계적 경쟁력을 확보할 것입니다.