- 개요- 

4차 산업혁명은 정보통신기술(Information and Communication Technology: ICT)의 급속한 발전과 함께 다양한 기술 간 융합을 통한 초연결 지능화 혁명이라 할 수 있으며, 지난 수십년 동안 반도체 소재 및 이를 기반으로 하는 반도체 소자 기술의 지속적인 혁신이 주요 동인으로 평가된다. 이러한 ICT 기술 발전을 이루었 다고 해도 과언이 아니다. 그러나 기존의 반도체 소자 기반의 시스템으로는 정보의 양이 기하급수적으로 늘어날 수록 정보 처리를 위한 시간과 에너지의 양이 급격하게 늘어나는 한계를 가지게 된다. 이를 극복하기 위한 대안으로, 인간 뇌의 효율적인 정보 처리 및 학습/추론 메커니즘을 모사한 뉴로모픽 기술에 대한 연구가 전세계 적으로 주목 받고 있다. 본 고에서는 이러한 뉴로모픽 반도체 소자 및 시스템에 관한 연구 동향 및 기술 발전 방향에 대해 살펴보고자 한다.

- 서론 - 

정보통신기술(Information and Communication Technology: ICT)의 급속한 발전은 시간과 장소에 구애받지 않고 필요한 정보를 주고받을 수 있게 하였으며, 이는 농업 사회, 산업 사회 이후 정보 사회로의 전환에 주요한 원동력이 되었다. 최근에는 더욱 발전하여 사물인터넷(IoT), 만물인터넷(IoE)으로의 확장 그리고 초연결 사회로 진화하고 있다. 이는 다양한 정보를 입력, 저장, 연산, 출력, 통신까지 처리하는 전자 기기들의 비약적인 발전과 그 기기들의 지능화에 기인하는데, 그 핵심 요소는 반도체 소자 시스템 기술의 발전이라 할 수 있다. 그러나 기존의 반도체 소자 시스템을 기반으로 하는 정보의 입력/출력, 연산 등의 처리 기술은 폰 노이만 구조를 따르고 있다. 이는 데이터의 정확한 수치적 표현을 전송 하고 수정하도록 최적화되어 있지만, 중앙처리장치는 메모리에서 가져온 데이터와 명령에 의해 순차적으로 작동, 다양한 정보들의 병렬 처리가 불가능하기 때문에, 정보의 양이 늘어 날수록 병목(bottleneck) 현상이 발생하는 한계를 지니고 있다