Emerging Semiconductor Device Lab

대학원 진학: 학석연계, 석사, 박사과정

2학년2학기 이후, 3학년1학기, 3학년 2학기, 4학년1학기 모두 지원 가능

🔹 연구실 소개 (About Us)

Emerging Semiconductor Device Lab (ESDL)은 차세대 메모리 소자와 어레이와 시스템레벨 기반으로 하드웨어 수준에서 동작하는 뉴로모픽 및 인메모리 컴퓨팅 시스템을 연구합니다.

본 연구실은 소자 물리, 공정, 전기적·광학적 측정, 어레이 레벨 동작, 그리고 시스템 검증을 하나의 연속된 연구 흐름으로 통합하여 수행합니다. 단일 소자의 특성 분석에 머무르지 않고, 연산이 가능한 어레이와 지능형 하드웨어 구현을 목표로 합니다.

🔹 수행과제 (Ongoing Project)

ESDL 연구실은 소자-공정-회로-시스템을 아우르는 통합적 설계를 통해 차세대 AI 반도체의 원천 기술을 개발하고 있습니다. 

현재 수행 중인 주요 국책 및 산업체 연계 과제 현황입니다

• 민관공동투자 반도체 고급인력양성(R&D) | 2026-2030

트랜스포머 가속을 위한 FeFET/FTJ 이종집적 소자-구동회로-패키징 통합 기술 개발

차세대 AI 모델인 트랜스포머 아키텍처의 연산 효율 극대화를 위해 고집적 강유전체 소자/공정부터 패키징까지 아우르는 Full-stack 하드웨어 솔루션을 제안

• PIM 인공지능반도체 핵심기술개발 (신개념 PIM 기초) | 2026-2028

LLM 가속을 위한 터너리 기반 3T IGZO-FeFET PIM 어레이 소자 제작 및 연산 검증

삼진법(Ternary) 연산과 IGZO-FeFET의 저전력 특성을 결합하여, 대규모 언어 모델(LLM) 가속에 최적화된 고집적 PIM 어레이를 구현

• 차세대 지능형반도체 기술개발 (신소자 원천기술) | 2026-2028

고속·초저전력 AI 반도체 기술을 위한 DRAM-Flash 이종메모리 기반 인공신경망 시냅스 소자 및 3차원 통합 집적시스템 기술 개발

산화물 반도체 2T DRAM의 저전력 고속 동작과 Flash의 비휘발성 장점을 결합한 하이브리드 시냅스 소자를 통해 3차원 적층 구조의 차세대 뉴로모픽 시스템을 연구

• 글로벌 기초연구실 (BRL) | 2024-2027

뉴로모픽 기술 기반 모빌리티 배터리 PHM 글로벌 기초연구실

멤리스터 인센서 컴퓨팅 플랫폼을 활용하여 실시간 배터리 관리 지능화 제어를 실현합니다. UTAustin, 프라운호퍼 등 해외 기관과 글로벌 허브 구축

• 한국연구재단 우수연구-중견연구 | 2024-2027

     축적컴퓨팅(RC) 구현을 위한 리텐션 조절 가능 하프늄 기반 강유전체 소자 및 수직적층(3D Vertical Stacking) 집적공정 개발

     강유전체 소자의 dynamic 메모리 특성을 이용하여 고차원 정보 처리에 최적화된 RC 하드웨어 및 수직적층 공정 하드웨어 플랫폼 개발

🔹 핵심 연구 방향 (Research Focus)

우리 연구실은 다음과 같은 연구를 수행합니다.

• Memristor, ferroelectric, oxide semiconductor, Flash 소자 기반 차세대 메모리 소자 연구

• 크로스바 어레이 및 3차원 적층 구조 공정와 동작 검증

• 펄스 기반 가중치 제어 및 신뢰성 향상 기법

• 어레이 레벨 연산 및 벡터–행렬 곱(VMM) 실증

• 하드웨어 친화적 뉴로모픽, 인센서 컴퓨팅 시스템, Security 어플리케이션 구현

🔹 전자전기 및 신소재·재료 반도체 전공 학생을 위한 연구 환경

전자전기 및 신소재·재료 전공 학생들은 삼성전자 반도체, SK하이닉스, 장비사  취업에 도움이 될 수 있는 경험 제공: ALD, 스퍼터링, CVD, 식각 등 실제 반도체 공정을 기반으로 메모리 소자를 직접 설계, 제작, 그리고 측정합니다. 전자전기 전공 학생들은 소자 구조 설계, 마스크 레이아웃 디자인, TCAD 시뮬레이션을 통해 소자 동작 메커니즘을 이해하고, 어레이 레벨 동작을 고려한 소자 설계를 수행합니다.

🔹 컴퓨터공학 전공 학생을 위한 연구 환경

컴퓨터공학 전공 학생들은 소프트웨어 기반 모델을 넘어 실제 메모리 어레이 측정 데이터를 활용한 하드웨어 연산을 경험할 수 있습니다. Python, PyTorch 기반 알고리즘을 물리 소자의 비이상성과 연결하여 하드웨어 친화적 AI 및 뉴로모픽 구조를 연구합니다. 알고리즘 설계부터 하드웨어 검증까지 풀스택 AI 하드웨어 연구 경험을 제공합니다.

🔹 학생 교육 및 국제 협력

본 연구실은 전자전기, 신소재, 컴퓨터공학 배경의 학생 모두를 환영하며, 국내외 연구진들과 협업을 통해 학생이 연구를 주도하여 탑티어 국제 저널 1저자 논문을 완성하는 것을 핵심 목표로 합니다. 미국, 영국, 독일, 스페인, 홍콩, 중국의 연구진과 활발한 공동연구를 수행하며, 학생 파견, 방문연구, 국제 공동논문을 적극 지원합니다.

ESDL 최근 대표 논문 (석사과정 학생 1저자 논문)

2026

이현호 Advanced Science

변용진, 박승만 (공1) Nano Letters

안광민 이승준 Advanced Materials https://www.veritas-a.com/news/articleView.html?idxno=598171

나혜성, 김기문 (공1)  Advanced Functional Materials https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202523780

박효근, 장희성, 박승만  Advanced Functional Materials https://www.dailysmart.co.kr/news/articleView.html?idxno=115925

변웅빈  Advanced Functional Materials https://www.newsis.com/view/NISX20251014_0003362205

2025

박수용 (공1) Nano Energy  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285525008845

이승준, 장희성 Nano Energy  동국대학교 - 동국소식 - 뉴스 - 학술·연구 - 상세 

변용진, 김기문 Nano Energy https://dhnews.co.kr/news/view/1065588386993767

이승준 Small https://dhnews.co.kr/news/view/1065589572165443

박용진 (공1) Advanced Science 

박수용 Advanced Optical Materials  https://www.dongguk.edu/article/ACARESE/detail/26760506

박용진, 임은진, 이승준 Nano Energy https://www.veritas-a.com/news/articleView.html?idxno=556862

박우현, 김기문 Nano Energy https://news.unn.net/news/articleView.html?idxno=579487 

박지희 Materials Horizons https://www.newsis.com/view/NISX20250516_0003178329

나혜성 Advanced Functional Materials https://dhnews.co.kr/news/view/1065574311214729

주동열, 노민서 Advanced Functional Materials https://www.m-i.kr/news/articleView.html?idxno=1213166

임은진, 박용진 Nano Letters https://www.etnews.com/20250120000365

김경표, 소효진 (공1) Materials Horizons https://www.dongguk.edu/article/ACARESE/detail/26758501

2024

지현승 (공1) ACS Nano  https://www.dongguk.edu/eng/article/63820/detail/26757546

김두형 Advanced Functional Materials   https://www.dongguk.edu/article/ACARESE/detail/26757417

허준강, 김성민 Advanced Science  https://www.dongguk.edu/article/ACARESE/detail/26757326

주동열 Advanced Functional Materials   https://www.dongguk.edu/article/ACARESE/detail/26756992

주동열 Nano Energy  https://www.dongguk.edu/article/ACARESE/detail/26756278

소효진 Advanced Functional Materials  https://www.dongguk.edu/article/ACARESE/detail/26756203 

이윤석 ACS Nano  https://www.dongguk.edu/article/ACARESE/detail/26755444 

임은진, 주동열 ACS Materials Letters  https://www.dongguk.edu/article/ACARESE/detail/26755427 

김지형, 이수백 Advanced Functional Materials  https://www.dongguk.edu/article/ACARESE/detail/26753597