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나노트로닉스 연구실

고려대학교 전기전자컴퓨터공학과

김상식 교수

누설전류

소비전력

tunneling field-effect transistor

스위칭전자소자

무기물 반도체

프로젝트

AI 인사이트

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연구 분야

기술 도입 효과 및 상용화 단계

경제적/시장 적용 및 기대 효과

1
차세대 AI 반도체 및 메모리 솔루션
  • 1T-DRAM/1T-SRAM 기반 PIM(Processing-In-Memory) 소자: 메모리 내에서 직접 연산이 가능한 AI 반도체 기술로, 데이터 병목 현상을 해소하고 초저전력, 고속 연산 환경을 제공합니다. 현재 소자 공정 및 구조 최적화 단계에 있습니다.
  • 로직-메모리 융합 소자: 논리 연산과 데이터 저장을 동시에 수행하는 Universal Logic-Memory 셀 어레이 기술을 개발하여, 회로 집적도를 획기적으로 높이고 시스템 소비 전력을 절감합니다.
  • 저전력 스위칭 소자(TFET, FBFET): 기존 MOSFET의 누설전류 문제를 해결하는 신개념 트랜지스터 기술로, 모바일 및 IoT 기기의 배터리 수명을 극대화할 수 있습니다.

AI 가속기, 데이터센터, 온디바이스 AI 시장에서 핵심적인 경쟁력을 확보할 수 있습니다. PIM 기술 상용화 시, 국내 시스템 반도체 생태계를 강화하고 글로벌 AI 칩 시장을 선도할 것으로 기대됩니다. 저전력 소자 기술은 급성장하는 IoT 및 웨어러블 디바이스 시장에서 기술 표준을 주도할 잠재력을 가집니다.

2
에너지 융합 및 플렉서블 신소재 응용
  • 태양전지-열전 융합 소자: 태양광 발전 시 발생하는 열에너지를 다시 전기로 변환하는 융합 기술로, 에너지 변환 효율을 극대화합니다. 인터페이스 물질 개발 및 소자 구조 최적화 연구를 진행 중입니다.
  • 플렉서블 나노소재 기반 센서 및 발열체: 나노선, 나노입자를 플라스틱 기판에 적용하여 유연한 형태의 광센서, 저항메모리, 면상 발열체 등을 개발합니다. 웨어러블 기기, 스마트 텍스타일 등 다양한 분야에 응용 가능합니다.

신재생 에너지 효율 증대를 통해 탄소중립 목표 달성에 기여하고, 에너지 하베스팅 시장에서 새로운 사업 기회를 창출할 수 있습니다. 플렉서블 소자 기술은 차세대 웨어러블 헬스케어 기기, 폴더블 디스플레이, 스마트카 내장형 센서 등 미래 고부가가치 산업의 핵심 부품으로 활용될 전망입니다.

진행 중인 프로젝트

1

고려대학교 산학협력단

Multiple gate silicon 소자 기반universal logic-memory 셀 어레이 기술 개발

다중 게이트 실리콘 소자

재구성 소자

2진법/3진법 로직 셀

로직-메모리 셀

범용 로직 셀 어레이

완료된 프로젝트

174

1

1T-DRAM 기반 저전력 고속 PIM 인공지능 소자 기술 개발

2024년 01월 - 2024년 12월

2

1T-DRAM 기반 저전력 고속 PIM 인공지능 소자 기술 개발

고려대학교

2022년 02월 - 2024년 11월

프로레싱-인-메모리 소자

인공지능 소자

한 개 트랜지스터-동적램

스테이트풀 로직 소자

이진신경망

병렬 로직

3

4단계 BK21 전기전자공학교육연구단 국고지원금

2021년 03월 - 2022년 02월

4

인공지능용 feedback Si channel 1T-SRAM의 공정 및 구조 최적화 기술 개발

고려대학교 산학협력단

2020년 12월 - 2021년 08월

실리콘

피드백

1트랜지스터-정적램

인공지능

뉴로모픽

5

태양전지·열전 융합소자의 효율 향상을 위한 interface 물질 개발 및 융합소자 구조 설계 최적화 연구

고려대학교

2020년 12월 - 2021년 12월

태양전지

열전소자

융합소자

인터페이스 물질

열전달 효율

발전 효율

열전도도

흡광도

6

BK21Plus 정보기술사업단 8차년도 국고지원금

2020년 03월 - 2020년 08월

7

논리 연산이 가능한 quasi-non-volatile memory 배열 소자

고려대학교

2020년 02월 - 2024년 01월

Quasi-non-volatile memory 소자

실리콘 나노구조체

메모리 배열 소자

논리 연산이 가능한

8

전하운반체/포논 제어 나노구조체 기반 플렉시블 열전시스템 구현 및 특성향상 연구

2019년 08월 - 2019년 11월

9

BK21Plus 정보기술사업단 7차년도 국고지원금

2019년 03월 - 2020년 02월

10

전자소자, 열전소자, 발광소자, 발열소자 등의 열 특성과 전기특성을 동시에 측정이 가능한 프로브스테이션 장치의 신뢰도 향상

2018년 04월 - 2019년 03월