GIST, 반도체 시뮬레이션 속도 '최대 100배' 높여...차세대 소자 개발 가속화 작성일 10-16 55 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="FkZBW7WADu"> <p contents-hash="39721dc9ee0c2532ea0cee0d13badcf4e4702d7a3d15a616fc249fbe4b875e9d" dmcf-pid="3E5bYzYcDU" dmcf-ptype="general">반도체 소자 시뮬레이션 계산 효율을 혁신적으로 개선, 기존 대비 최대 100배 빠른 속도로 차세대 소자의 성능을 예측할 수 있는 새로운 알고리즘이 개발됐다.</p> <p contents-hash="b28e29b596a3f6e3dc23cf9ba634a9b595f4f4bb282b8389b3500278b00892bf" dmcf-pid="0D1KGqGkIp" dmcf-ptype="general">광주과학기술원(GIST·총장 임기철)은 홍성민 전기전자컴퓨터공학과 교수팀이 이같은 성과를 거뒀다고 16일 밝혔다.</p> <p contents-hash="a73c1ca1aedd28fd4b13c4c74086aaef036d4002cefd6e73df104659812bfeae" dmcf-pid="pwt9HBHEs0" dmcf-ptype="general">반도체 소자 성능을 사전 예측하고 최적화하려면 'TCAD 시뮬레이션'이 필수적이다. TCAD는 반도체 내에서 전자·정공 이동, 전기장 분포 등을 계산해 소자 전기 특성을 정밀 예측하는 기술이다.</p> <p contents-hash="2d6938fed1d35546fb1dfa0a5c0478a2a34653249cfce06a66b5cb2f403f3b47" dmcf-pid="UrF2XbXDO3" dmcf-ptype="general">그러나 최신 게이트올어라운드(GAA) 구조나 보완형 트랜지스터(CFET) 등과 같은 복잡한 차세대 소자는 3차원 계산이 필요해, 시뮬레이션에 길게는 수 일이 소요된다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="4718113c6f19d297fe21699f0fe55de02d99676e5277b310dad90f84141ff76a" dmcf-pid="u3MA8a8tEF" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="GIST가 제안한 방법의 전체 구성도." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/16/etimesi/20251016102751878lhiz.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="1cu6FfFOEz" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/16/etimesi/20251016102751878lhiz.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> GIST가 제안한 방법의 전체 구성도. </figcaption> </figure> <p contents-hash="b2c3a01b164b5a812caae76faabd0b0c30f889fb8100dc7b3741c9168123fc6b" dmcf-pid="70Rc6N6Frt" dmcf-ptype="general">특히 원하는 전압 조건에서 안정적으로 계산하려면 전압을 조금씩 올리며 수렴을 유도하는 '바이어스 램핑' 과정이 필수인데, 전체 계산 시간 대부분을 차지하며 병목으로 작용했다.</p> <p contents-hash="ec9920aaa928f22954c95fc6ec863fff8ff0a6302e354ed8f62354675ee9a453" dmcf-pid="zpekPjP3D1" dmcf-ptype="general">연구팀은 '준 1차원(Quasi-1D) 모델링'과 '영역별 구조 분석'을 결합한 새로운 접근법을 제안했다. 사전 학습 과정 없이 반도체 소자 시뮬레이션 수행 시간을 크게 단축할 수 있다.</p> <p contents-hash="7e34414045baf922336ad6b63d8e4a5427fe41f77f1ee090fcf6766512db6952" dmcf-pid="qUdEQAQ0m5" dmcf-ptype="general">핵심은 복잡한 반도체 소자를 전류가 흐르는 채널 방향에 따라 1차원으로 단순화해 빠르게 초기 계산값을 추정하고, 소자를 여러 구간으로 나눠 각 구간에 최적화된 물리 모델을 적용하는 것이다. 기존 필수였던 바이어스 램핑 과정을 생략하고도, 10~100배 빠른 계산 속도를 구현했다.</p> <p contents-hash="2d66bddc7dd31a84f6c2bb95620fb580b37d735b6460376d038b4c5b33e4f47b" dmcf-pid="BuJDxcxpDZ" dmcf-ptype="general">연구팀은 GAA 소자, CFET 인버터 등 다양한 차세대 소자를 대상으로 새로운 알고리즘을 검증했다.</p> <p contents-hash="6a4bdf93651c6961043059d200863b0d373af0338c9f98a32d52854298b787d9" dmcf-pid="b7iwMkMUsX" dmcf-ptype="general">그 결과, 시뮬레이션 속도가 빨라짐과 동시에, 전압 전달 특성(VTC) 등 주요 전기 특성에서도 기존 TCAD 결과와의 오차가 0.1 볼트(V) 이하로 억제돼 높은 정확성을 입증했다. 또 소자 형태(기하학적 구조)나, 계산 과정에서 나누는 작은 구역을 가리키는 메쉬 조건이 달라져도 성능 저하 없이 일관된 결과를 보였다. 이를 통해 다양한 환경·구조에서도 안정적으로 적용할 수 있다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="15a59c9156b3e4eedcc6b15e65640a43b753f9e72979dc5289377f7ecdd45d2e" dmcf-pid="KznrRERumH" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구진. 사진 왼쪽부터 홍성민 교수, 이광운, 김인기, 정승우, 장민서 연구원 ." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/16/etimesi/20251016102753141susc.png" data-org-width="700" dmcf-mid="tebRuQuSr7" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/16/etimesi/20251016102753141susc.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구진. 사진 왼쪽부터 홍성민 교수, 이광운, 김인기, 정승우, 장민서 연구원 . </figcaption> </figure> <p contents-hash="9f0c96aedc51a1e362e83e41317ed2266e969175e901ff60fb1fceee3dac536d" dmcf-pid="9qLmeDe7sG" dmcf-ptype="general">홍성민 교수는 “이번 연구는 사전 학습된 인공신경망 기반 AI 모델이 없어도 다양한 구조에서 반도체 소자 시뮬레이션 시간을 대폭 단축할 수 있음을 보여 준 성과”라며 “제안한 기법의 효율성과 정확성, 안정성을 바탕으로 향후 차세대 반도체 소자 개발 속도를 앞당기고 연구 효율을 높이는 데 기여할 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="2440075db7c035b689a8b1520d16e18d3007e8f739df94812b37cd82f1630b62" dmcf-pid="2BosdwdzIY" dmcf-ptype="general">홍성민 교수가 지도하고 이광운·김인기·정승우·장민서 연구원이 수행한 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 개인기초연구사업(중견) 지원을 받았다. 연구 결과는 커뮤니케이션스 엔지니어링에 9월 25일 온라인 게재됐다.</p> <p contents-hash="949f685cba33a2eb5e64a66415a90ef19858c4d8841115de99ad4f609ee79f61" dmcf-pid="VbgOJrJqIW" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 “우주는 더 이상 가속 팽창하지 않는다” 10-16 다음 [현장] "위험하다고 앞발 번쩍!"…에이전틱AI 로보독부터 스마트 굴삭기까지 10-16 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
