과학자들, 초저전력 FD-SOI 칩으로 AI 디바이스 효율성 대폭 향상

NUS 연구진·산업 파트너, FD-SOI 기술로 AI 커넥티드 디바이스 에너지 효율 혁신

NUS 연구자들이 소이텍(Soitec)과 NXP 반도체 같은 산업 파트너들과 함께 AI 커넥티드 디바이스의 에너지 효율을 비약적으로 향상시킬 새로운 실리콘 시스템 클래스를 시연했습니다. 이 기술적 돌파구는 싱가포르와 그 너머의 반도체 산업 역량을 크게 발전시킬 것입니다.

FD-SOI 기술 기반 혁신과 응용 전망

이 혁신은 완전 공핍형 실리콘 온 인슐레이터(FD-SOI) 기술에서 시연되었으며, AI 애플리케이션용 첨단 반도체 소자 설계 및 제조에 적용될 수 있습니다. 새로운 칩 기술은 웨어러블과 스마트 객체의 배터리 수명을 10배 연장하고, 사물인터넷 애플리케이션에서 강도 높은 계산 워크로드를 지원하며, 클라우드와의 무선 통신 전력 소비를 절반으로 줄일 잠재력을 가집니다.

FD-SOI & IoT 산업 컨소시엄으로 채택 가속화

새로운 파괴적 칩 기술 제품군은 FD-SOI & IoT 산업 컨소시엄을 통해 홍보되어 FD-SOI 칩 진입 설계 장벽을 낮춤으로써 산업 채택을 가속화할 것입니다. 2024년 5월 3일 '차세대 에너지 효율적 FD-SOI 시스템' 산업 워크숍이 업계 및 연구계 참가자들을 위해 개최되어 FD-SOI 기술 최신 개발을 공유·논의하고 최첨단 시연으로 새로운 역량을 선보였습니다.

마시모 알리오토 교수 인터뷰: 동시 저전력·고성능 달성

"IoT 디바이스는 종종 매우 제한된 전력 예산으로 작동하므로 정기적 작업(물리 신호 모니터링 등)을 효율적으로 수행하기 위해 극도로 낮은 평균 전력이 필요합니다. 동시에 계산 집약적 AI 알고리즘으로 가끔 발생하는 신호 이벤트를 처리하기 위해 높은 피크 성능이 요구됩니다. 우리 연구는 평균 전력을 동시에 줄이고 피크 성능을 향상시킬 수 있게 해줍니다."라고 NUS 디자인공학대학 전기컴퓨터공학과 교수이자 FD-fAbrICS(FD-SOI 상시 지능형 커넥티드 시스템) 공동연구소장 마시모 알리오토는 말했습니다.

"응용 분야는 스마트 시티, 스마트 빌딩, 인더스트리 4.0, 웨어러블, 스마트 물류 등 광범위합니다. FD-fAbrICS 프로그램에서 얻은 놀라운 에너지 개선은 배터리 구동 AI 디바이스 분야의 게임 체인저입니다. 궁극적으로 지능을 기존 클라우드에서 스마트 소형 디바이스로 이동할 수 있게 해주기 때문입니다."라고 알리오토 교수는 덧붙였습니다. 그는 전기컴퓨터공학과 그린 IC 그룹(www.green-ic.org)도 이끌고 있습니다.

설계·시스템 통합 생산성 향상으로 대규모 배치 가능

NUS FD-fAbrICS 공동연구소 연구에 따르면 그들의 FD-SOI 칩 기술은 향상된 설계 및 시스템 통합 생산성으로 대규모 배치 가능하며, 더 낮은 비용, 더 빠른 시장 도달, 신속한 산업 채택을 가능하게 합니다.

"이 혁신은 싱가포르 반도체 생태계 주요 플레이어들의 시장 출시 시간을 가속화할 잠재력을 가집니다."라고 알리오토 교수는 말했습니다. "FD-SOI & IoT 산업 컨소시엄을 통해 우리 설계 기술의 대규모 채택과 배치를 촉진하길 희망합니다. 이는 FD-SOI 시스템 전체 개발 비용을 줄이면서 경쟁 우위를 가능하게 하므로 싱가포르 AI와 반도체 산업에 중요한 기여입니다."

다학제 협업과 산업계 지원

NUS FD-fAbrICS 공동연구소의 연구 돌파구는 디지털 회로(알리오토 교수), 무선통신(헹 춘 후앗 부교수), 시스템 아키텍처(트레버 칼슨 조교수), AI 모델(리 하이조우 교수) 등 다양한 영역의 NUS 전문성과 역량을 결합해 활용했습니다. 소이텍, NXP, 돌핀 디자인 같은 산업 리더들이 공동연구소 연구 노력에 기여했으며, 과학기술연구청(A*STAR) 지원도 받았습니다.

생성형 AI 위한 대규모 모델 지원 차세대 시스템 연구 중

NUS 연구팀은 이제 생성형 AI 애플리케이션을 위한 더 큰 AI 모델 크기(대규모 모델)를 지원할 수 있는 새로운 클래스의 지능형 커넥티드 실리콘 시스템 개발을 모색 중입니다. 클라우드에서 분산 디바이스로 AI 연산 분산화는 동시 다수 디바이스 존재 시 프라이버시 보존, 지연시간 최소화, 무선 데이터 홍수 회피를 동시에 달성할 것입니다.

워크숍 목표: 지식 공유·협업 촉진·진입장벽 낮춤

FD-SOI 기술의 최첨단 발전과 응용을 다룬 산업 워크숍은 FD-SOI 연구 커뮤니티와 싱가포르에서 지능형 커넥티드 실리콘 시스템을 연구하는 반도체 산업 내외부 간 지식 공유 환경 조성과 협업 촉진을 목표로 했습니다.

또 다른 목표는 FD-fAbrICS 공동연구소 연구 결과를 공유해 신속한 FD-SOI 채택과 진입 설계 장벽 낮추기를 촉진하는 것이었습니다. 소이텍, 글로벌파운드리, NXP, NUS FD-fAbrICS 연구팀 연사들이 제조와 마이크로칩 설계 등 관련 기술 현재 개발 현황과 차세대 초저전력 AI 시스템을 위한 미래 파괴적 기술에 대한 관점을 공유했습니다.

FD-SOI & IoT 컨소시엄 설립과 회원 혜택

FD-SOI & IoT 컨소시엄은 NUS FD-fAbrICS 공동연구소의 싱가포르 반도체 생태계 영향 확장을 위해 설립되었습니다. 소이텍과 NXP가 컨소시엄 창립 멤버입니다.

컨소시엄 회원들은 혁신적인 FD-SOI 설계 IP와 방법론에 접근할 수 있어, 특히 빠르게 성장하는 AI 커넥티드 칩 영역에서 차세대 프로토타이핑과 개발 주기를 고에너지 효율 공정으로 가속화할 수 있습니다.

FD-SOI & IoT 컨소시엄은 산업의 단기적 니즈인 신속한 기술 로드맵과 가속화된 혁신 주기를 지원할 것입니다. 동시에, 컨소시엄 멤버들 간 장기적 지속적 확장성과 차별화를 보장하기 위해 FD-fAbrICS 산업 파트너들과 시너지로 개발된 기술들이 일부 컨소시엄 멤버들에 의해 추가로 확장될 것입니다.

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