“반도체 설계, 이젠 AI가 스스로 배운다”⋯포스텍, 설계 난제 해결

연구 이미지. /포스텍 제공

현대 기술의 핵심인 반도체 설계 중에서도 가장 까다로운 영역으로 꼽히는 ‘아날로그 반도체 설계’의 난제를 국내 연구진이 인공지능(AI)으로 해결했다.

포항공과대학교(이하 포스텍) 전자전기공학과 김병섭 교수 연구팀은 아날로그 반도체 레이아웃 설계를 스스로 학습해 수행하는 AI 모델을 개발했다고 29일 밝혔다. 

아날로그 반도체는 회로 구조가 복잡하고 설계 방식이 제각각이라 AI를 적용하기 매우 어려웠다. 특히 반도체 설계 데이터는 기업의 핵심 자산이라 외부 공개가 제한돼 AI 학습에 필요한 데이터를 확보하는 것이 고질적인 문제였다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 ChatGPT의 기반 기술로 알려진 ‘파운데이션 모델’에 주목, AI가 정답 없이도 스스로 규칙을 익히는 ‘자기지도학습’ 방식을 도입했다. 반도체 설계 도면을 조각낸 뒤 일부를 가리고 이를 다시 예측하게 하는 일종의 ‘퍼즐 맞추기’ 훈련을 시킨 것이다.

이 방식을 통해 연구팀은 단 6개의 실제 설계 데이터만으로 약 32만 개의 학습 데이터를 생성해내는 데 성공했다. 학습을 마친 AI는 회로 연결에 필수적인 접점(contact), 비아(via), 금속 배선 등 다섯 가지 핵심 설계 작업을 정밀하게 수행했다. 

김병섭 교수는 “이번 연구는 데이터 부족으로 막혀 있던 아날로그 반도체 설계 자동화의 가능성을 실질적으로 확장한 성과”라고 말했다.

이번 연구는 반도체 회로 분야의 권위 있는 국제 학술지인 ‘IEEE Transactions on Circuits and Systems (TCAS-I)’ 최신호에 게재됐다.

/단정민기자 [e-mail]