몇주 걸리던 반도체 설계, AI가 하루만에 끝낸다

UNIST·경북대 연구팀, 회로-레이아웃 통합 솔루션 개발

윤희인(왼쪽) 울산과학기술원(UNIST) 교수와 김성진 연구원. 사진제공=UNIST

반도체 설계 전문가가 최소 몇주씩 걸려 작업하던 고성능 통신 반도체 회로 설계를 단 하루 만에 끝낼 수 있는 인공지능(AI) 기술이 개발됐다.

5일 울산과학기술원(UNIST)에 따르면 윤희인 UNIST 전기전자공학과 교수와 송대건 경북대 교수팀은 통신 회로인 LC 전압제어 발진기(LC-VCO)를 회로 설계 단계부터 실제 칩에 넣는 물리적 레이아웃까지 자동으로 설계해주는 AI 모델을 개발했다.

LC-VCO는 5G 같은 고속 통신 시스템에서 주파수를 만들어내는 반도체 회로다. 연구팀이 개발한 모델은 회로도 설계와 물리적 배치(레이아웃)를 개별적으로 최적화하던 기존 방식을 AI가 통합적으로 관리하도록 한 기술이다. 회로 설계 단계에서는 강화학습을 적용해 설계 변수들을 바꿔가며 목표 주파수와 성능을 만족하는 조합을 찾도록 했다. 실제 칩 구조가 결정되는 레이아웃 단계에서는 배선 폭과 간격 등 물리적 설계 변수를 성능이 개선되는 방향으로 반복적으로 보정했다.

실험 결과 기존의 자동 설계 방식이 약 119시간 소요되던 작업을 단 28.5시간 만에 완료해 설계 시간을 76% 이상 단축했다. 공동 연구팀은 “5G·6G 통신과 AI 칩의 핵심 부품인 주파수 생성 회로의 성능은 높이면서 설계 비용은 크게 낮출 수 있다”면서 “중장기적으로 반도체 설계 인력 부족 문제를 해결하고 차세대 공정으로의 전환 속도를 획기적으로 앞당길 수 있는 도구”라고 강조했다.

김기혁 기자 coldmetal@sedaily.com