국내 반도체 박사 인력의 25% 배출
ISSCC서 17년간 세계대학 1위 유지
연구성과 질적 수준도 최상위 수준
ISSCC서 17년간 세계대학 1위 유지
연구성과 질적 수준도 최상위 수준
KAIST는 삼성전자와 네이버 등 기업들과의 협력을 통해 전문인력 양성에도 노력을 기울이고 있다. 또 세계 최고 권위 학회인 국제반도체회로학회(ISSCC)에서 17년간 세계 대학중 1위 자리를 지키고 있다. 이와함께 AI 분야에서도 2020년 논문수 기준 세계 6위, 아시아 1위 기록하고 있다.
과학기술정보통신부 이종호 장관은 지난 6월 27일 KAIST에서 2029년까지 1조4000억원을 투입하는 'AI 반도체 산업 성장 지원대책'을 발표한 바 있다.
KAIST는 한국 반도체 산업 생태계가 성장하는 데 중대한 공헌을 한 것으로 평가받고 있다. KAIST는 그간의 성과에 안주하지 않고 AI 및 반도체, 그리고 AI 반도체 분야의 초격차를 유지하고자 다각적인 노력을 기울이고 있다.
4일 KAIST에 따르면, 국내 반도체 분야 박사 인력의 25%가 KAIST 출신이다. 또 박사 출신 중견·벤처기업 CEO의 20%를 배출했다.
1990년 국내 최초로 AI연구센터를 설립한 데 이어 2019년에는 김재철AI대학원을 개설해 전문인력을 양성 중이다. 2020년에는 AI와 반도체 연구를 융합해 ITRC AI반도체시스템 연구센터가 출범했으며, 2021년에는 AI를 다양한 분야에 접목하는 'AI+X' 연구를 활성화하고자 김재철AI대학원과 별도로 AI 연구원을 설립했다.
또한 네이버 등 기업과 공동연구센터를 설립하는 한편, 화성시와도 협력해 동시다발적인 전문인력 양성에 나섰다. 지난 2021년에는 삼성전자와 함께 반도체시스템공학과 설립 협약을 체결하고 새로운 반도체 전문인력 교육과정을 준비하고 있다.
새로 설립되는 반도체시스템공학과는 2023년부터 매년 100명 내외의 신입생을 선발할 예정이다. 또한 산업계와의 긴밀한 협력을 통해 삼성전자 견학과 인턴십, 공동 워크숍을 지원해 현장에 밀착한 교육을 제공할 예정이다.
KAIST는 빈도체와 인공지능 분야에서 단순 인력양성 뿐만아니라 최상급 연구 역량까지 지니고 있다.
KAIST는 반도체 집적회로 설계 분야 세계 최고 권위 학회인 ISSCC에서 지난 17년 동안 채택 논문수 1위를 차지했다. 세계적인 메사추세츠 공과대학(MIT)과 스탠퍼드대를 제치고 정상을 유지했다는 것은 주목할 만한 일이다. 또한 이 학회는 참가자 중 60% 이상이 삼성, 퀄컴, TSMC, 인텔을 비롯한 산업계 소속일만큼 산업적인 실용성을 중시해서 '반도체 설계 올림픽'이라는 별명도 있다.
최근 17년간 평균 채택 논문 수를 살펴보면 압도적인 선두다. 해당 기간 채택된 KAIST의 논문은 평균 8.4편으로, 경쟁자인 MIT(4.6편)와 캘리포니아대 로스앤젤레스(UCLA)(3.6편)에 비해 두 배다. 국내에서는 삼성에 이어 종합 2위 다. 또한 ISSCC와 쌍벽을 이루는 초고밀도집적회로학회에서도 2022년 전 세계대학 중 1위를 기록했다.
■반도체 연구 수준도 최고
KAIST의 연구진들이 반도체 산업 핵심 분야 전반에서 신기술을 발표해 연구의 질적인 수준도 높다. 전기및전자공학부 정명수 교수팀은 고성능 저전력을 추구하는 현재 업계의 수요에 대응해 전력 공급 없이도 동작을 유지하는 컴퓨터를 개발했다. 소재 분야에서는 신소재공학과의 박병국 교수팀이 기존의 메모리에 비해 동작 속도가 10배 이상 빠른 '스핀궤도토크 자성메모리' 소자를 개발해서 기존 '폰노이만 구조'의 한계를 극복하는 방안을 제시하기도 했다.
이처럼 현재 반도체 산업의 주요 과제에 솔루션을 제공하는 한편으로 미래의 새로운 반도체 분야를 선점하는 데 필요한 신기술 개발도 활발하다. 암호 및 비선형 연산 분야에서 차세대 컴퓨팅으로 주목받는 양자컴퓨팅 분야에서는 전기및전자공학부 김상현 교수팀이 3차원 집적 기술을 세계 최초로 선보였다. 신경계의 원리를 활용해 인공지능 분야에서 발군의 성능을 보일 것으로 기대되는 뉴로모픽 컴퓨팅에서는 전기및전자공학부 최신현 교수팀이 신경세포를 모사하는 차세대 멤리스터를 개발 중이다.
AI 분야에서도 비약적으로 성장했다. KAIST는 AI 분야의 양대 세계 최고 권위 학회인 국제머신러닝학회(ICML)과 인공신경망학회(NeurIPS) 논문 수 기준으로 2020년 세계 6위, 아시아 1위를 기록했다. KAIST 순위는 2012년부터 꾸준히 상승해 8년 만에 무려 31계단 뛰어올라 37위에서 6위다.
KAIST는 2021년 AI 분야 톱 학회 11개곳에서 129편의 논문을 발표했다. 이는 한국 논문 중 약 40%에 해당한다. 그결과, 2021년 한국은 글로벌 인공지능 톱 학회 등재 논문 수 기준으로 미국, 중국, 영국, 캐나다, 독일에 이어 6위에 올랐다.
KAIST의 AI 연구는 내용 면에서도 산업 최전선에 있다. 전기및전자공학부 유회준 교수팀은 모바일기기에서 AI 실시간 학습을 구현해 에지 네트워크의 단점을 보완했다. AI을 구현하려면 데이터 축적관 막대한 양의 연산이 필요한데, 이를 위해 고성능 서버가 방대한 연산을 담당하고 사용자 단말은 데이터 수집과 간단한 연산만 하는 '에지 네트워크'가 사용된다. 이는 사용자 단말에 학습 능력을 부여함으로써 AI의 처리 속도와 성능을 크게 높일 수 있다.
지난 6월에는 전산학부 김민수 교수팀이 초대규모 AI 모델 처리에 꼭 필요한 솔루션을 제시했다. 연구팀이 개발한 초대규모 기계학습 시스템은 현재 업계에서 주로 사용되는 구글의 텐서플로우나 IBM의 시스템DS 대비 최대 8.8배나 빠른 속도를 달성할 수 있을 것으로 기대된다.
KAIST는 반도체와 AI가 결합된 AI 반도체 분야에서도 주목할만한 성과를 내고 있다. 2020년 전기및전자공학부 유민수 교수팀은 세계 최초로 추천시스템에 최적화된 AI 반도체를 개발하는 데 성공했다. AI 추천시스템은 방대한 콘텐츠와 사용자 정보를 다룬다는 특성상 범용 AI 시스템으로 운영하면 병목현상으로 성능에 한계가 있다. 유민수 교수팀은 '프로세싱-인-메모리(PIM)' 기술을 기반으로 기존 시스템 대비 최대 21배 빠른 속도를 낼 수 있는 반도체를 개발했다. PIM은 처리할 데이터를 임시로 저장하기만 하던 '램'에서 연산까지 수행해 효율을 높이는 기술이다. PIM 기술이 본격적으로 상용화되면 메모리 분야에서 강세인 한국 기업의 AI 반도체 시장 경쟁력이 비약적으로 높아질 것으로 기대된다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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