(사진 왼쪽부터) GIST 전기전자컴퓨터공학과 홍성민 교수, 이광운, 김인기, 정승우, 장민서 연구원

광주과학기술원(GIST·지스트) 연구팀이 며칠씩 걸리던 반도체 설계를 기존보다 최대 100배 빠르게 수행할 수 있는 알고리즘을 개발했다.

16일 GIST에 따르면 이번 성과는 반도체 연구개발(R&D) 과정의 가장 큰 걸림돌로 꼽히던 ‘장시간 시뮬레이션’ 문제를 근본적으로 해결했다는 점에서 주목받고 있다.

홍성민 교수 연구팀은 복잡한 반도체 소자를 전류가 흐르는 방향으로 단순화해 계산하는 ‘준(準) 1차원(Quasi-1D) 모델링’과 소자를 구간별로 나눠 최적의 물리 모델을 적용하는 ‘영역별 구조 분석(Region-wise Structure Analysis)’ 기법을 결합했다.

이 방식을 통해 기존 시뮬레이션에서 필수로 거쳐야 했던 ‘바이어스 램핑(bias-ramping)’ 과정을 생략하면서도 10-100배 빠른 계산 속도를 구현했다.

연구팀은 게이트올어라운드(GAA) 구조와 보완형 트랜지스터(CFET) 등 차세대 반도체 소자에 새 알고리즘을 적용했다.

그 결과 계산 속도는 대폭 향상되었고 전압 전달 특성(VTC) 오차는 0.1V 이하로 억제돼 높은 정확도를 입증했다.

또한 소자의 형태나 메쉬(mesh) 조건이 달라져도 일정한 성능을 유지하며 안정성을 보여줬다.

홍성민 교수는 “AI 학습 없이도 다양한 구조의 반도체 소자 시뮬레이션을 빠르고 정확하게 수행할 수 있는 기술”이라며 “차세대 반도체 개발 속도를 앞당기고 연구 효율을 크게 높일 것”이라고 밝혔다.

/박현진 기자

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