로봇과 드론의 인공지능을 실리콘 칩으로… ST, 싱가포르국립대와 엣지 AI ‘헬릭스’ 연구소 출범

18nm FD-SOI와 임베디드 PCM 기반 인메모리 컴퓨팅으로 생성형 및 임바디드 AI 하드웨어 혁신 가속

ST마이크로일렉트로닉스가 싱가포르국립대학교와 손잡고 차세대 엣지 인공지능 기술을 연구하는 전략적 공동 연구기관인 ST-NUS 헬릭스 공동 연구기관을 공식 출범했다. 이번 연구 프로젝트는 4년 동안 진행되며 시스템부터 반도체 실리콘까지 아우르는 기술 혁신을 목표로 한다.

피지컬 AI와 임바디드 AI를 위한 반도체 혁신

헬릭스 연구소는 로봇, 휴머노이드, 드론 등 물리적 형태를 가진 기기에 지능을 부여하는 임바디드 AI 하드웨어 개발에 집중한다. 원격 클라우드 서버를 거치지 않고 기기 내부에서 데이터를 직접 처리하여 응답 속도를 대폭 줄이고 전력 소비를 최소화한다.

싱가포르 정부의 연구 혁신 기업 2025 사업 지원을 바탕으로 설립된 이 연구소는 알고리즘과 가속기 아키텍처, 저전력 메모리 시스템, 회로 설계 등을 통합 연구한다. 대학교의 선도적인 연구 역량과 기업의 반도체 생산 기술을 결합하여 연구 성과를 산업 현장에 빠르게 적용한다.

탄 엥 체(Tan Eng Chye) 싱가포르국립대학교(NUS) 총장은 “ST-NUS 헬릭스 공동 연구기관은 연구 성과를 혁신으로 전환하는 산학 협력의 가치를 보여주는 사례”라며 “최첨단 엣지 AI 하드웨어뿐만 아니라 산업의 미래를 이끌어갈 인재와 생태계도 함께 구축하고 있다”고 말했다.

18나노 FD-SOI와 인메모리 컴퓨팅 결합

연구진은 ST의 P18 18nm FD-SOI 공정과 임베디드 상변화 메모리(PCM) 기술을 핵심 아키텍처로 활용한다. 초저전력 동작이 가능한 반도체 공정과 고밀도 비휘발성 저장공간을 결합하여 연산 과정에서 발생하는 오프칩 데이터 이동 전력을 획기적으로 줄인다.

ST는 독자적인 반도체 설계 기반을 대학교 연구진에 제공하여 차세대 AI 가속기 개념을 실제 실리콘 칩으로 검증할 수 있도록 지원한다. 이를 통해 차별화된 하드웨어 상용화를 가속화하고 AI 칩 설계 분야의 인재를 대거 육성할 계획이다.

로랑 말리에(Laurent Malier) ST마이크로일렉트로닉스(ST) 글로벌 기술 R&D 부문 수석 부사장은 “헬릭스를 통해 차별화된 AI 컴퓨팅 기술을 탐구하고, 유망한 연구 성과를 확장 가능한 반도체 솔루션으로 빠르게 전환할 수 있는 산업적 기반을 마련한다”고 강조했다.

용어 해설

• 엣지 AI (Edge AI): 데이터센터나 클라우드 서버로 데이터를 보내지 않고, 기기 단말 내부에서 인공지능 연산을 직접 처리하는 기술이다.
• 임바디드 AI (Embodied AI): 로봇이나 드론, 휴머노이드처럼 실제 물리적 형태를 가진 기기에 탑재되어 감지, 판단, 동작을 수행하는 지능형 시스템이다.
• FD-SOI (Fully Depleted Silicon On Insulator): 실리콘 기판 위에 절연막을 형성하여 누설 전류를 차단하고 초저전력 및 고성능 동작을 구현하는 반도체 제조 공정 기술이다.
• PCM (Phase Change Memory): 물질의 결정 상태 변화에 따른 저항 차이를 이용해 데이터를 저장하는 고밀도 비휘발성 메모리 반도체이다.