장우진 | 기자 작성일 2026년 03월 19일
우주항공용 AI 뉴로모픽 반도체의 양성자 조사 후 인식률 검증 모식도.
과학기술정보통신부(부총리 겸 과기정통부 장관 배경훈)와 한국원자력연구원(원장 주한규)은 우주 방사선 환경에서도 안정적으로 작동하는 차세대 AI 반도체 기술을 세계 최초로 검증했다고 19일 밝혔습니다.
연구팀은 차세대 반도체 물질인 인듐-갈륨-아연 산화물 기반 시냅틱 트랜지스터(뇌의 시냅스를 모방한 AI 연산 소자)를 제작해 우주 환경에서의 AI 반도체 활용 가능성을 검증했습니다. 원자력연의 양성자가속기를 이용해 33MeV급 고에너지 양성자 빔을 소자에 조사했으며, 방사선량은 지구 저궤도 수준의 우주 방사선에 20년 이상 노출된 것과 같은 수준으로 설정했습니다.
소자의 구동 전류가 일부 감소하는 성능 저하는 관찰됐으나, 반도체의 핵심인 스위칭 동작과 뉴로모픽 소자의 핵심인 시냅스 가소성(뉴런 연결 강도 조절 능력)은 안정적으로 유지됨을 확인했습니다.
특히 방사선 노출 상태에서 실시한 'MNIST 손글씨 인식' 시뮬레이션에서 92.61%의 높은 패턴 인식 정확도를 기록했습니다. 시계열 정보 처리에 적합한 '레저버 컴퓨팅' 시스템을 구현해 4비트 연산 능력도 입증했습니다.
이번 연구는 과기정통부 지원사업으로 수행됐습니다. 조병진 충북대 교수팀이 소자 제작 및 특성 평가를, 강창구 원자력연 책임연구원팀이 양성자 조사 설계 및 분석을 담당했으며, 유태진 벨기에 IMEC 박사팀이 결과 해석을 지원했습니다. 연구 결과는 '반도체 공정 재료 과학 저널' 3월호에 게재됐습니다.
오대현 과기정통부 미래전략기술정책관은 "이번 성과는 우주와 같은 극한 환경에서도 AI 시스템이 정상 작동할 수 있다는 가능성을 보여준 것"이라며 "대한민국이 우주·항공용 AI 반도체 분야 핵심 원천기술을 확보해 자립할 수 있도록 지속 지원하겠다"라고 밝혔습니다.