한국과학기술원 반도체공학대학원-신소재공학과 김경민 교수
FuST Lab은 차세대 반도체 소자, 특히 멤리스터를 중심으로 한 신소재, 공정, 소자 및 시스템 연구에 특화된 연구실입니다. 연구실은 멤리스터의 근본적인 물리 메커니즘 규명부터 첨단 박막 증착 기술을 활용한 신소재 개발, 그리고 이를 기반으로 한 뉴로모픽 및 인메모리 컴퓨팅 소자·시스템 구현까지 전 주기를 아우르는 융합 연구를 수행하고 있습니다. 멤리스터는 저항 상태를 기억하는 특성을 바탕으로, 기존 반도체 소자와는 차별화된 동작 원리를 보입니다. FuST Lab은 멤리스터의 전기적 전도, 이온 및 전자의 확산 동역학, 필라멘트 형성 및 파괴 과정 등 근본적인 물리 현상을 심도 있게 분석하고, 이를 바탕으로 신뢰성 높은 소자 구조와 소재를 개발하고 있습니다. 원자층 증착(ALD), 물리적 기상 증착(PVD) 등 첨단 박막 공정 기술을 활용하여, 산화물, 금속, 복합 구조 등 다양한 신소재를 연구하고 있습니다. 연구실은 멤리스터 기반의 뉴로모픽 소자와 인메모리 컴퓨팅 시스템 개발에도 선도적으로 참여하고 있습니다. 인간 뇌의 신경망 구조와 신호 전달 방식을 모방한 뉴로모픽 소자, 멤리스터 어레이를 활용한 실시간 신호 처리, 인공지능 하드웨어 구현 등 다양한 응용 연구를 통해, 초저전력·고효율 정보처리 및 차세대 인공지능 하드웨어의 실현 가능성을 입증하고 있습니다. 또한, 논리-인-메모리, 병렬 연산, 확률론적 컴퓨팅 등 새로운 컴퓨팅 패러다임을 제시하며, 기존 폰 노이만 구조의 한계를 극복하고 있습니다. 이와 더불어, FuST Lab은 첨단 반도체 패키징 및 인터커넥션 소재·공정 개발에도 집중하고 있습니다. 미세 피치 본딩, 저저항·고신뢰성 금속 배선, 신소재 개발, 대면적 패널 레벨 패키지 등 산업계에서 요구하는 첨단 기술을 실용화하기 위한 연구를 활발히 진행 중입니다. 실제 산업 현장과의 협력 및 기술 이전을 통해, 연구 성과의 실용적 가치를 높이고 있습니다. FuST Lab은 소재-공정-소자-시스템을 아우르는 융합적 접근과 세계적 수준의 연구 역량을 바탕으로, 반도체 및 인공지능 융합 시대를 선도하는 핵심 연구실로 자리매김하고 있습니다. 다양한 산학협력, 특허, 논문, 프로젝트를 통해 학계와 산업계 모두에서 높은 평가를 받고 있으며, 미래 정보기술 혁신을 위한 중추적 역할을 수행하고 있습니다.
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