• 한국융합학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.1-7
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• 2020

뉴로모픽 소자 초기 단계인 저항 변화형 메모리 소자의 제작 공정으로, 진공 공정의 연속성을 유지하였고, 고집적, 고신뢰성을 보장하는 뉴로모픽 컴퓨팅을 위한 저항 변화 메모리 소자 제작 및 공정 기술에 적합한 플라즈마 모듈을 적용하였다. 플라즈마 모듈을 적용한 저항메모리(ReRAM) 소자의 제작과 연구는 ReRAM 소자 기반의 TiO₂/TiOx 산화물박막의 제작방법과 소재의 변화를 통한 다양한 실험을 통하여 완성되었다. XRD를 이용하여 rutile결정을 측정하였고, 반도체 파라미터 측정기로 저항 메모리의 HRS : LRS 비율이 2.99 × 10³ 이상이고, 구동 전압 측정이 0.3 V이하에서 구동이 가능한 저항 변화형 메모리 소자의 제작을 확인 하였다. 산소 플라즈마 모듈을 적용한 뉴로모픽 저항메모리 제작과 TiOx 박막을 증착하여 성능을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권3호
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• pp.215-222
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• 2022

Artificial neuromorphic devices are considered the key component in realizing energy-efficient and brain-inspired computing systems. For the artificial neuromorphic devices, various material candidates and device architectures have been reported, including two-dimensional materials, metal-oxide semiconductors, organic semiconductors, and halide perovskite materials. In addition to conventional electrical neuromorphic devices, optoelectronic neuromorphic devices, which operate under a light stimulus, have received significant interest due to their potential advantages such as low power consumption, parallel processing, and high bandwidth. This article reviews the recent progress in optoelectronic neuromorphic devices using various active materials such as two-dimensional materials, metal-oxide semiconductors, organic semiconductors, and halide perovskites

• 스마트미디어저널
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• 제11권3호
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• pp.18-25
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• 2022

뉴로모픽 컴퓨팅은 일반적으로 CPU와 GPU를 이용하여 신경망 연산을 하는 것보다 전력, 면적, 속도 측면에서 매우 뛰어난 성능을 보여준다. 이러한 특성은 에너지 사용량이 중요시되는 자원 제약적인 IoT 환경에 매우 적합하다. 하지만 뉴로모픽 컴퓨팅을 지원하는 이기종 IoT 기기에 따라 환경설정 및 응용 프로그램 동작을 위한 소스코드의 수정이 필요하다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 NAAL을 제안하고 구현하였다. NAAL은 공통의 API를 기반으로 다양한 이기종 IoT 기기 환경에서 IoT 기기의 제어와 뉴로모픽 아키텍처의 추상화 및 추론 모델 동작에 필요한 기능을 제공한다. NAAL은 향후 새로운 이기종 IoT 기기 및 뉴로모픽 아키텍처와 컴퓨팅 장치의 추가적인 지원이 가능하다는 장점을 가진다.

• 스마트미디어저널
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• 제11권2호
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• pp.63-69
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• 2022

다양한 IoT 디바이스 사용이 증가함에 따라 IoT 플랫폼의 중요성 또한 대두되고 있다. 최근에는 IoT 디바이스에 인공지능 기술이 결합되는 추세이며, 저전력으로 많은 연산 처리가 가능한 뉴로모픽 아키텍처를 적용하는 연구도 증가하고 있다. 본 논문에서는 GUI 형식의 뉴로모픽 아키텍처 기반 자율형 IoT 응용 통합개발환경(NA-IDE:Integrated Development Environment for Autonomic IoT Applications based on Neuromorphic Architecture)에서 IoT 디바이스와 뉴로모픽 아키텍처 FPGA 디바이스를 사용하여 NA-IDE의 가능성 및 유효성을 확인하기 위한 IoT 응용 시나리오를 제안한다. 제안된 시나리오는 IoT 디바이스에 카메라 모듈을 연결하여 실시간으로 MNIST 데이터셋 이미지를 수집하여 뉴로모픽 보드를 통해 수집된 이미지를 인식하고 다른 IoT 디바이스에 연결된 센서 모듈을 통해 인식 결과를 표시한다. 이와 같이 이기종 IoT 디바이스에 뉴로모픽 아키텍처를 적용하여 다양한 응용 서비스에 활용한다면 뉴로모픽 아키텍처 기반 자율형 IoT 응용 통합개발환경은 4차 산업혁명을 주도하는 핵심 기술로 부상할 것으로 전망한다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제21권3호
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• pp.50-56
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• 2022

In order to process a vast amount of data, there is demand for a new system with higher processing speed and lower energy consumption. To prevent 'memory wall' in von Neumann architecture, RRAM, which is a neuromorphic device, has been researched. In this paper, we summarize the features of RRAM and propose the device structure for characteristic improvement. RRAM operates as a synapse device using a change of resistance. In general, the resistance characteristics of RRAM are nonlinear and random. As synapse device, linearity and uniformity improvement of RRAM is important to improve learning recognition rate because high linearity and uniformity characteristics can achieve high recognition rate. There are many method, such as TEL, barrier layer, NC, high oxidation properties, to improve linearity and uniformity. We proposed a new device structure of TiN/Al doped TaO_x/AlO_x/Pt that will achieve high recognition rate. Also, with simulation, we prove that the improved properties show a high learning recognition rate.

• 전자통신동향분석
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• 제33권6호
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• pp.58-68
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• 2018

A neuromorphic hardware that mimics biological perceptions and has a path toward human-level artificial intelligence (AI) was developed. In contrast with software-based AI using a conventional Von Neumann computer architecture, neuromorphic hardware-based AI has a power-efficient operation with simultaneous memorization and calculation, which is the operation method of the human brain. For an ideal neuromorphic device similar to the human brain, many technical huddles should be overcome; for example, new materials and structures for the synapses and neurons, an ultra-high density integration process, and neuromorphic modeling should be developed, and a better biological understanding of learning, memory, and cognition of the brain should be achieved. In this paper, studies attempting to overcome the limitations of next-generation neuromorphic hardware technologies are reviewed.

• 문화기술의 융합
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• 제6권3호
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• pp.361-367
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• 2020

본 논문은 초소형 디바이스 분야에서 사용될 수 있는 배터리가 없는 초저전력 자가발전 협업 신경망 시스템을 제공하는 디바이스에 대하여 설명한다. 본 디바이스는 외부에서 전력을 공급하지 않더라도 동작하며, 다른 신경망과 협업하여 대규모의 신경망 구축이 가능하다. 해당 디바이스는 에너지 하베스팅 모듈을 탑재하고 있어 공간적 제약 없이 어느 곳에서나 자가발전을 이용하여 사용이 가능하며, 디바이스 내부의 신경만을 가지고도 동작할 수 있지만 상황에 따라 네트워크를 통해 대규모의 신경망의 일부로 사용하는 것도 가능하다.

• 세라미스트
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• 제22권1호
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• pp.17-26
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• 2019

The metal-to-insulator transition (MIT) with external stimuli is one of the main issues in correlated oxides. The physical properties are extremely sensitive to band filling, because the MIT is attributed to the strong correlation between electrons in narrow d-band. Since hydrogen is the smallest and lightest element, it is not only likely to doped reversibly in oxides, but also acts as a dopant to provide electrons. The correlated oxides showing MIT are structurally expanded after hydrogenation, and their electrical properties are drastically changed. Researches on this phenomenon have been actively carried out to date. They are of great scientific importance, and the use of this material is very diverse, including the development of next-generation hydrogen sensor, or hydrogen-based neuromorphic devices.

• 스마트미디어저널
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• 제12권4호
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• pp.19-26
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• 2023

뉴로모픽 아키텍처 기반 하드웨어를 이용한 IoT 엣지 서비스는 단말 장치에서 지능형 처리를 수행할 수 있기 때문에 자율형 IoT 응용 지원에 적합하다. 그러나 IoT 개발자가 뉴로모픽 하드웨어에서 사용되는 SNN을 이해하기에는 어려움이 있다. 본 논문에서는 뉴로모픽 하드웨어의 제약조건을 고려하며 사용자의 요구 성능을 만족하는 SNN 모델 생성 기법을 제안한다. 제안 기법은 프로파일링된 데이터에서 최적의 SNN 모델 파라미터를 찾도록 전처리된 데이터로 사전 학습한 모델을 활용한다. 전체 탐색 기법과 비교 결과, 두 기법 모두 사용자 요구사항을 모두 만족하였지만, 제안 기법이 수행 시간 측면에서 더 좋은 성능을 보였다. 또한, 신규 하드웨어의 제약조건을 명확히 알지 못하더라도 새로운 하드웨어의 프로파일링된 데이터를 활용할 수 있으므로 높은 확장성을 제공할 수 있다.

• 전자통신동향분석
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• 제36권3호
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• pp.34-40
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• 2021

For developing a switching device of a new concept that cannot be implemented with a semiconductor device, we introduce the Mott insulator-metal transition (IMT) phenomenon occurring out of the semiconductor regime, such as the temperature-driven IMT, the electric-field or voltage-driven IMT, the negative differential resistance (NDR)-IMT switching generated at constant current, and the NDR-based IMT-oscillation. Moreover, the possibilities of new concept IMT switching devices are briefly explained.