[미래 반도체 스타]<17>페블스퀘어, PIM 기반 AI 반도체 개발 <18>에이배리스터컴퍼니, 그래핀 기반 바이오·광센서 개발

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<17>페블스퀘어, PIM 기반 AI 반도체 개발

페블스퀘어는 프로세싱인메모리(PIM) 기반 인공지능(AI) 반도체를 개발하는 반도체 설계전문(팹리스) 회사다. 전통적인 컴퓨터 아키텍처인 폰 노이만 구조에서 발생하는 연산 효율의 한계를 극복하기 위해 데이터 저장과 연산을 동일한 위치에서 수행하는 PIM 기술을 적용한 AI 반도체 '파파야(PAPAYA)'를 개발했다. PIM 기술은 중앙처리장치(CPU)와 메모리 간 데이터 전송으로 발생하는 에너지 낭비를 제거하고, 지연시간을 최소화해 성능을 향상시킨다.

파파야는 국내 최초로 개발한 PIM 기반의 멀티코어 AI 반도체다. 최대 0.5 TOPS(초당 5000억회 연산) 성능과 최대 30 TOPS/W의 전력효율을 자랑한다. 이 AI 반도체는 이미지 처리와 및 실시간 데이터 처리에 특화돼 있으며, 초저전력과 소형화를 통해 성능을 극대화했다. 2023년 12월에 개발을 완료한 후 약 6개월간의 다양한 뉴럴 네트워크 테스트를 거쳐 성능·신뢰성을 검증했다. 이후 한국전자통신연구원(ETRI)의 이동통신 분야 AI 모델을 적용해 저전력 연산 시연을 성공적으로 마쳤다. 이를 통해 제3세대 뉴로모픽 PIM 기술이 기존 GPU를 대체할 가능성을 확인하는 동시에 이동통신 분야에도 활용 가능함을 입증했다.

페블스퀘어는 PIM 관련 기술 개발을 위해 ETRI 지능형반도체연구본부와 협력 중이며, 사물인터넷(IoT)·로봇 분야에서 다양한 솔루션을 제공하고 있다. 또 관련 기업들과 협력해 3세대 뉴로모픽 기술의 생태계를 구축하며 스마트 홈, 자율주행, 산업용 로봇 등 다양한 응용 분야에서 새로운 가능성을 열어가고 있다.

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에이배리스터컴퍼니

에이배리스터컴퍼니, 그래핀 기반 바이오·광센서 개발

에이배리스터컴퍼니(ABC)는 그래핀 활용도를 향상한 '그래핀배리스터(Graphene Barristor)' 기술을 기반으로 차세대 바이오·광센서를 개발하는 기업이다. 그래핀 배리스터 기술은 기존 그래핀 트랜지스터 센서의 낮은 신호를 100배 증폭하는 센서 설계를 가능하게 한다. 정밀한 감지와 신호 증폭이 가능해 바이오·광센서 분야에서 탁월한 성능을 발휘할 수 있다.

정현종 에이배리스터컴퍼니 대표는 창업 전 대학 실험실에서 15분 내 결과 확인이 가능한 코로나바이러스 진단용 바이오센서로 제품화의 가능성을 입증했다. 기존 중합효소연쇄반응(PCR) 방식보다 50배 높은 민감도에, 연구실 증폭 과정 없이 현장에서 진단이 가능한 형태다. 빠르고 정확한 진단과 검출이 필요한 분야에서 사용 가능하다.

광센서 분야에서도 궂은 날씨에서 진가를 드러내는 1550㎚ 대역의 적외선(IR) 센서에서 뛰어난 성능을 발휘하며, 라이다(LiDAR) 센터와 환경 모니터링 등의 응용 분야에서도 광범위하게 활용될 수 있는 기술로 꼽힌다.

에이배리스터컴퍼니는 미국 바이오센서 스타트업, 유럽 광센서 기업과 협력해 시장 진출을 위한 기술 검증을 진행 중이다.

※[미래 반도체 스타] 시리즈는 중소벤처기업부와 창업진흥원이 지원하는 '초격차 스타트업 1000+' 사업의 일환으로 서울대학교 시스템반도체산업진흥센터와 함께 진행한다.


박진형 기자 jin@etnews.com