원자력연, 차세대 AI 반도체 소자의 우주 활용 가능성 검증

[충청뉴스 이성현 기자] 국내외 연구진이 차세대 AI 반도체 소자의 우주 활용 가능성을 검증했다.

한국원자력연구원은 원자력연 첨단방사선연구소와 충북대학교, 벨기에 IMEC 공동연구팀이 과학기술정보통신부 지원을 통해 우주 방사선 환경에서도 안정적으로 동작하는 차세대 AI 반도체 기술을 세계 최초로 검증했다고 19일 밝혔다.

연구팀은 차세대 반도체 물질인 인듐-갈륨-아연 산화물 기반의 시냅틱 트랜지스터를 제작해 우주 환경에서의 AI 반도체 활용 가능성을 검증했다.

연구팀은 소자를 제작하고 특성을 평가한 뒤 원자력연의 양성자가속기를 이용해 33MeV급 고에너지 양성자 빔을 조사했다.

조사한 빔의 방사선량은 지구 저궤도 수준의 우주 방사선에 20년 이상 노출된 것과 같은 수준으로 소자의 특성을 재평가한 결과 소자의 구동 전류가 일부 감소하는 등 성능 저하는 관찰됐으나 반도체의 핵심인 스위칭 동작과 뉴로모픽 소자의 핵심인 시냅스 가소성은 안정적으로 유지됨을 확인했다.

특히 방사선 노출 상태에서의 AI 연산 효율을 검증하기 위해 실시한 '뉴로모픽 컴퓨팅 시뮬레이션(MNIST 손글씨 인식)'에서 92.61%의 높은 패턴 인식 정확도를 기록했고, 시계열 정보 처리에 적합한 ‘레저버 컴퓨팅’ 시스템을 구현해 4비트 연산 능력을 입증함으로써 우주 방사선 환경에서의 실질적인 활용 가능성을 제시했다.

과기정통부 오대현 미래전략기술정책관은 “이번 성과는 우주와 같은 극한 환경에서도 AI 시스템이 정상 작동할 수 있다는 가능성을 보여준 사례”라며 “대한민국이 우주·항공용 AI 반도체 분야 핵심 원천기술을 확보하여 자립할 수 있도록 지속적으로 지원하겠다”고 말했다.