김덕기 교수

본 연구실은 인공지능 시대의 핵심인 뉴로모픽 컴퓨팅 소자 및 차세대 저전력 메모리 기술 개발에 주력하고 있습니다. 뇌의 작동 방식을 모방하여 저전력으로 고속 병렬 연산을 수행하는 뉴로모픽 소자는 기존 폰노이만 아키텍처의 한계를 극복할 수 있는 혁신적인 기술로 주목받고 있습니다. 본 연구에서는 다양한 신소재와 소자 구조를 탐구하며, 멤트랜지스터, 저항메모리 등 차세대 메모리 소자의 특성 평가 및 표준화 연구를 선도하고 있습니다. 주요 연구 내용은 저전력 멤트랜지스터 소재·소자 개발과 뉴로모픽 소자의 성능 및 신뢰성 평가를 위한 표준화 연구를 포함합니다. 특히, 이온/전하 이동 제어가 가능한 III-V 및 IV족 기반의 저전력 소자를 개발하고, 이를 통해 인공지능 연산 효율을 극대화하는 데 중점을 둡니다. 또한, 다양한 재료 기반의 저항메모리 소자에서 안정적인 멀티레벨 데이터 저장 특성을 구현하고, 인공 시냅스 기능을 모방하는 연구를 수행하여 차세대 인공지능 하드웨어의 기반을 마련하고 있습니다. 이러한 연구는 인공지능 반도체 분야의 기술 혁신을 이끌며, 고성능·저전력 컴퓨팅 시스템 구현에 필수적인 핵심 기술을 제공합니다. 개발된 기술은 데이터 처리 속도 향상과 에너지 효율 증대를 통해 자율주행, IoT, 빅데이터 분석 등 다양한 인공지능 응용 분야에서 산업적 가치와 사회적 파급효과를 창출할 것입니다. 국내외 유수의 연구기관 및 산업체와의 협력을 통해 실제 응용 가능한 솔루션 개발을 목표로 합니다.

본 연구실은 고성능 시스템 반도체 구현을 위한 첨단 패키징 기술 개발에 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다. 특히 2.5D 및 3D 이종 집적 기술을 통해 반도체 칩 간의 연결성을 극대화하고, 신호 전달 지연 및 전력 소모를 최소화하는 혁신적인 솔루션을 연구합니다. Si 인터포저 기반의 고밀도 패키징 플랫폼 기술과 수동소자 내장형 패키징 공정 개발에 주력하며, 차세대 고성능 컴퓨팅 및 인공지능 반도체의 핵심 요구사항을 충족시키고 있습니다. 주요 연구 분야는 Si 인터포저의 설계, 제작 및 검증 기술, 그리고 미세피치 솔더링을 위한 고신뢰성 나노 복합 솔더 페이스트 원천기술 개발을 포함합니다. 첨단 패키징 공정에서 발생하는 박막 스트레스 변화에 대한 이론적 해석 및 시뮬레이션 모델을 개발하여 공정 최적화를 지원합니다. 또한, 유기 반도체 패키징의 접촉 저항 감소 및 효율 향상을 위한 인쇄 공정 기반 본딩 기술 등 다양한 측면에서 패키징 기술의 한계를 뛰어넘는 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 첨단 패키징 기술은 스마트 디바이스, 서버, 자율주행 차량 등 고성능이 요구되는 다양한 시스템 반도체 제품의 성능 향상과 소형화에 기여합니다. 반도체 산업의 기술 난이도가 높아짐에 따라 이종 집적 기술의 중요성이 부각되고 있으며, 본 연구실의 성과는 미래 반도체 산업의 경쟁력을 확보하는 데 결정적인 역할을 할 것입니다. 산학 협력을 통해 산업계의 실제 요구를 반영하고, 기술 상용화를 위한 연구를 지속적으로 추진하고 있습니다.

본 연구실은 2D 신소재를 활용하여 차세대 저전력 및 유연 전자소자를 개발하는 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 그래핀, TMDs (전이금속 디칼코게나이드)와 같은 혁신적인 2D 나노소재의 독특한 물리적, 화학적 특성을 탐구하며, 이를 활용하여 고성능, 저전력, 그리고 높은 유연성을 갖는 전자 소자 구현을 목표로 합니다. 재료공학적 접근을 통해 2D 신소재의 합성, 박막 형성 기술, 그리고 소자 적용에 이르는 전 과정의 핵심 기술을 확보하고 있습니다. 주요 연구 내용은 2D 신소재 기반의 유연 저항메모리, 스트레쳐블 유기태양전지용 전극 및 인쇄 공정 기술 개발, 그리고 에너지 응용을 위한 전기촉매 및 나노소재 연구를 포함합니다. 특히, MoSe2, WTe2, InSe 등 다양한 2D 반도체 물질의 이종접합 구조를 활용하여 고효율 트랜지스터 및 포토다이오드를 개발하며, 박막 스트레스 제어 및 신뢰성 평가를 통해 실제 응용에 필요한 핵심 역량을 강화하고 있습니다. 또한, 폐기물 재활용을 통한 나노 다공성 활성탄 연구 등 지속 가능한 재료 기술 개발에도 기여합니다. 이러한 2D 신소재 기반 전자소자 기술은 웨어러블 기기, 사물 인터넷(IoT) 센서, 친환경 에너지 소자 등 미래 전자산업의 다양한 분야에 혁신적인 발전을 가져올 것입니다. 특히, 유연성과 투명성을 갖춘 소자 개발은 기존 전자제품의 형태와 기능을 변화시키며 새로운 시장을 창출할 잠재력을 가집니다. 본 연구는 재료과학, 소자물리, 공정기술을 아우르는 융합 연구를 통해 차세대 전자 소자 기술의 선도적 역할을 수행하고 있습니다.

반도체시스템공학과 교수 - 반도체 소자 및 공정 분야 연구 및 교육 활동 수행 - 뉴로모픽 컴퓨팅, 저전력 멤트랜지스터 등 차세대 반도체 기술 개발 주도

나노 및 반도체 기술 분야 디렉터 - 국가 연구 개발 과제 기획 및 관리 - 산학연 협력 증진을 통한 기술 사업화 기여

수석 엔지니어 - 반도체 소자 및 공정 기술 개발 참여 - 제품 성능 향상 및 생산 효율성 증대에 기여

어드바이저리 엔지니어 - 차세대 반도체 기술 연구 및 개발 - 글로벌 연구팀과의 협력을 통한 기술 혁신 주도

병역 의무 이행