최재혁 서울대 교수팀, 제26회 반도체 설계대전 대통령상 수상

차세대 HBM용 저전력 칩 개발 성과 새로운 쿼드러쳐 분배·생성 구조 고안 신유환, 이주한, 이준석, 서정범 대학원생(왼쪽부터)이 기념 사진 촬영을 하고 있다. 최재혁 교수 연구팀. [서울대학교] 최재혁 서울대 전기정보공학부 교수 연구팀이 반도체 설계 부문 국내 최고 권위를 지닌 상인 ‘대한민국 반도체 설계대전’에서 대통령상을 수상했다. 대한민국 반도체 설계대전은 산업통상자원부와 한국반도체산업협회가 공동으로 주관하는 반도체 설계 전문 공모전으로, 반도체 설계 분야 대학생·대학원생들의 설계 능력 배양과 창의적 아이디어 발굴을 목표로 한다. 24일 서울대에 따르면 올해의 대통령상 수상자는 서울대 전기정보공학부에 재학중인 서정범, 신유환, 이준석, 이주한 학생으로, 차세대 HBM(High Bandwidth Memory)용 저전력 클럭 분배 칩을 개발해 창의성과 기술력을 인정받았다. HBM은 GPU와 메모리 간 데이터 전송 대역폭을 극대화하기 위해 채택되는 메모리다. HBM의 원활한 작동을 위해선 2.5㎓의 네 쿼드러쳐(Quadrature) 클럭 신호가 정밀하게 분배되어야 하는데, 기존 방식으론 전력 소모가 높고 쿼드러쳐 위상 오차가 발생하는 등 제약이 있었다. 현미경으로 관찰한 칩 사진. [서울대학교] 최 교수의 연구팀은 이러한 문제를 인젝셔 락킹(Injection Locking)기반의 새로운 쿼드러쳐 클럭 분배·생성 구조를 고안해 해결했다. 이 과정에서 기존에 발생하던 쿼드러쳐 위상 오차를 획기적으로 줄일 수 있고, 네 개의 클럭을 병렬로 직접 분배할 필요가 없기 때문에 전력 소모량도 10분의 1로 대폭 감축할 수 있어 비용과 수명도 함께 개선할 수 있다. 또한 인젝션 락킹으로 전원 변동이나 환경 잡음이 존재하는 상황에서도 안정적인 클럭 신호 품질을 유지할 수 있었다. 외부 잡음에 강한 특성을 가지기 때문이다. 더불어 HBM 인터페이스에게 꼭 필요한 즉각적인 클럭 온·오프 제어가 가능하다는 점에서 큰 차별성을 가지는 것으로 평가된다. 최 교수는 “향후 상용화로 이어질 경우 발열로 인한 HBM 성능 저하 문제를 극복해 HBM 성능과 수명이 크게 개선될 것으로 기대된다”고 밝혔다. 최재혁 교수. [서울대학교]