과학자들이 AI 장치 효율성을 향상시키는 초저전력 FD-SOI 칩 공개

전자 및 센서 내부자

FD-fAbrICS 공동 연구소 소장인 Massimo Alioto 교수가 5월 3일에 열린 업계 쇼케이스에서 업계 및 연구 커뮤니티 참가자들에게 FD-SOI 기술의 최신 개발을 공유하기 위해 연설하고 있습니다. (이미지 :FD-fAbrICS 공동 연구실)

NUS 연구원들은 업계 파트너인 Soitec 및 NXP Semiconductors와 함께 AI 연결 장치의 에너지 효율성을 비약적으로 향상시킬 수 있는 새로운 종류의 실리콘 시스템을 시연했습니다. 이러한 기술적 혁신은 싱가포르와 그 외 지역의 반도체 산업 역량을 크게 발전시킬 것입니다.

이러한 혁신은 완전 공핍 실리콘 온 절연체(FD-SOI) 기술로 입증되었으며 AI 애플리케이션을 위한 고급 반도체 부품의 설계 및 제조에 적용될 수 있습니다. 새로운 칩 기술은 웨어러블 및 스마트 개체의 배터리 수명을 10배 연장하고, 사물 인터넷 애플리케이션에 사용하기 위한 집약적인 계산 작업 부하를 지원하며, 클라우드와의 무선 통신과 관련된 전력 소비를 절반으로 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

새로운 혁신적인 칩 기술 제품군은 FD-SOI 및 IoT 산업 컨소시엄을 통해 홍보되어 FD-SOI 칩의 진입 장벽을 낮춤으로써 업계 채택을 가속화할 것입니다. "차세대 에너지 효율적인 FD-SOI 시스템"이라는 제목의 업계 워크숍이 2024년 5월 3일 업계 및 연구 커뮤니티 참가자들을 대상으로 개최되어 FD-SOI 기술의 최신 개발 상황을 공유 및 토론하고 최첨단 시연을 통해 새로운 기능을 선보였습니다.

"IoT 장치는 종종 매우 제한된 전력 예산으로 작동하므로 물리적 신호 모니터링과 같은 정기적인 작업을 효율적으로 수행하기 위해 극도로 낮은 평균 전력이 필요합니다. 동시에 계산 집약적인 AI 알고리즘으로 간헐적인 신호 이벤트를 처리하려면 높은 피크 성능이 필요합니다. NUS 디자인 및 공학 대학 전기 및 컴퓨터 공학과의 마시모 알리오토(Massimo Alioto) 교수이자 FD-fAbrICS(FD-SOI) 이사는 "우리 연구는 평균 전력을 줄이는 동시에 피크 성능을 향상시킬 수 있는 고유한 방법입니다."라고 말했습니다. Always-On 지능형 및 연결 시스템) 공동 연구실로 새로운 기술이 개발되었습니다.

"응용 분야는 광범위하며 스마트 도시, 스마트 빌딩, 산업 4.0, 웨어러블 및 스마트 물류를 포함합니다. FD-fAbrICS 프로그램에서 얻은 놀라운 에너지 개선은 배터리 구동식 AI 장치 분야의 판도를 바꾸는 일입니다. 이를 통해 궁극적으로 지능을 기존 클라우드에서 스마트 소형 장치로 이동할 수 있습니다."라고 전기 및 컴퓨터 공학과의 Green IC 그룹(www.green-ic.org) 책임자이기도 한 Alioto 교수는 말했습니다.

NUS FD-fAbrICS 공동 연구소에서 실시한 연구에 따르면 FD-SOI 칩 기술은 향상된 설계 및 시스템 통합 생산성을 통해 대규모로 배포되어 비용 절감, 시장 진출 속도 향상 및 업계 채택 속도를 높일 수 있는 것으로 나타났습니다.

Alioto 교수는 “이러한 혁신은 싱가포르 반도체 생태계의 주요 업체들의 출시 기간을 단축할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.”라고 말했습니다. "우리는 FD-SOI 및 IoT 산업 컨소시엄을 통해 우리의 설계 기술을 대규모로 채택하고 배포할 수 있기를 바랍니다. 이는 FD-SOI 시스템의 전체 개발 비용을 줄이면서 경쟁 우위를 확보할 수 있기 때문에 싱가포르의 AI 및 반도체 산업에 크게 기여합니다."

NUS FD-fAbrICS 공동 연구소의 획기적인 연구 성과는 디지털 회로(Massimo Alioto 교수), 무선 통신(Heng Chun Huat 교수), 시스템 아키텍처(Trevor Carlson 교수), AI 모델(Li Haizhou 교수) 등 다양한 영역의 결합된 NUS 전문 지식과 역량을 활용합니다. Soitec, NXP, Dolphin Design과 같은 업계 리더들이 공동 연구실의 연구 노력에 기여했으며, 이는 과학기술연구청(Agency for Science, Technology and Research)에서도 지원합니다.

NUS 연구팀은 현재 생성 AI 애플리케이션을 위해 더 큰 AI 모델 크기(대형 모델)를 지원할 수 있는 새로운 종류의 지능적이고 연결된 실리콘 시스템을 개발하는 방법을 모색하고 있습니다. 결과적으로 클라우드에서 분산 장치로의 AI 계산 분산화는 동시에 개인 정보 보호를 보호하고 대기 시간을 최소화하며 동시에 수많은 장치가 존재하는 상황에서 무선 데이터의 홍수를 방지합니다.

FD-SOI 기술의 최첨단 발전과 응용을 탐구한 업계 워크숍은 지식 공유 환경을 조성하고 지능적이고 연결된 실리콘 시스템을 연구하는 싱가포르의 FD-SOI 연구 커뮤니티와 반도체 업계 간의 협력을 촉진하는 것을 목표로 했습니다.

워크숍의 또 다른 목적은 FD-fAbrICS 공동 연구실의 연구 결과를 공유함으로써 신속한 FD-SOI 채택을 촉진하고 설계 진입 장벽을 낮추는 것이었습니다. Soitec, GlobalFoundries, NXP 및 NUS FD-fAbrICS 연구팀의 연사들은 제조 및 마이크로칩 설계 등 관련 기술의 현재 개발과 차세대 초저전력 AI 시스템을 위한 미래의 파괴적 기술에 대한 관점을 공유했습니다.

FD-SOI &IoT 컨소시엄은 NUS FD-fAbrICS 공동 연구소가 싱가포르의 반도체 생태계에 미치는 영향을 확장하기 위해 설립되었습니다. Soitec과 NXP는 컨소시엄의 창립 멤버입니다.

컨소시엄 회원은 혁신적인 FD-SOI 설계 IP 및 방법론에 액세스할 수 있으며, 이는 특히 빠르게 성장하고 있는 AI 연결 칩 분야에서 매우 에너지 효율적인 프로세스로 차세대 프로토타이핑 및 개발 주기를 가속화하는 데 도움이 될 것입니다.

FD-SOI 및 IoT 컨소시엄은 신속한 기술 로드맵과 가속화된 혁신 주기에 대한 업계의 단기 요구 사항을 지원할 것입니다. 동시에 장기적으로 컨소시엄 회원 간의 지속적인 확장성과 차별화를 보장하기 위해 FD-fAbrICS 업계 파트너와의 시너지 효과를 통해 개발된 기술은 일부 컨소시엄 회원에 의해 더욱 확장될 것입니다.

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