FuST Lab

신소재공학과
김경민

FuST Lab(미래반도체기술연구실)은 차세대 반도체 소자와 시스템을 위한 멤리스터 기반 신소재, 신공정, 신소자 개발에 집중하는 연구실입니다. 멤리스터는 전기적 이력에 따라 저항 상태가 변화하는 4번째 수동 소자로, 기존의 메모리와는 차별화된 특성을 지니고 있습니다. 본 연구실은 멤리스터의 물리적 원리, 전기 전도 메커니즘, 확산 동역학 등 근본적인 현상에 대한 심층 연구를 통해 소자의 성능과 신뢰성을 극대화하고자 노력하고 있습니다. 특히, ALD, PVD 등 첨단 박막 증착 기술을 활용한 새로운 소재 개발과, 3차원 구조 및 초미세 패턴에 적합한 박막 형성 공정 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 이를 통해 멤리스터뿐만 아니라, RRAM, ReRAM, Logic-in-Memory, 뉴로모픽 디바이스 등 다양한 차세대 반도체 소자의 상용화 기반을 마련하고 있습니다. 또한, 비도전성 필름, 초미세 피치 플립칩 본딩, 에폭시 몰딩 필름 등 첨단 패키징 및 인터커넥션 소재·공정 개발에도 앞장서고 있습니다. 본 연구실은 멤리스터 기반 신소자 연구를 통해 폰 노이만 아키텍처의 한계를 극복하고, 인메모리 컴퓨팅, 뉴로모픽 컴퓨팅, 확률적 컴퓨팅 등 혁신적인 컴퓨팅 패러다임을 제시하고 있습니다. Logic-in-Memory 소자는 CPU와 메모리의 경계를 허물어 데이터 이동에 따른 에너지 소모를 줄이고, 뉴로모픽 소자는 인간 두뇌와 유사한 정보처리 방식을 구현하여 인공지능 하드웨어의 효율성을 극대화합니다. 이외에도, 멤리스터 기반 진성 난수 발생기, 확률적 컴퓨팅, 동적 임계값 조절 소자 등 다양한 응용 연구를 통해 미래 IT 산업의 핵심 기술을 선도하고 있습니다. 이러한 연구 성과는 다수의 국제 저널 논문, 특허, 학술대회 발표 등으로 이어지고 있으며, 국내외 반도체 및 인공지능 분야에서 높은 평가를 받고 있습니다. FuST Lab은 앞으로도 소재 과학, 공정 기술, 소자 설계, 시스템 응용 등 다양한 분야의 융합 연구를 통해 차세대 반도체 기술의 혁신을 이끌어갈 것입니다. 미래 정보화 사회의 핵심 인프라를 구축하고, 인공지능, 사물인터넷, 엣지 컴퓨팅 등 첨단 IT 분야의 발전에 기여하는 것을 목표로 하고 있습니다.