교육/연구
신소재공학과 조훈휘 교수 연구팀, 시스템 온 칩의 열 전달에 관한 연구로 국제학술지 논문 등재
작성자기획과 조회수102 등록일2025-10-22
사진설명: 신소재공학과 조훈휘 교수(왼쪽)와 응용소재공학과 천민준 대학원생
□ 우리 대학 신소재공학과 조훈휘 교수 연구팀의 연구 논문이 열공학, 에너지 분야의 국제 저명학술지 ‘Case Studies in Thermal Engineering(IF 6.4, JCR 상위 7%)’에 게재됐다고 22일 밝혔다.
○ 대학원 응용소재공학과 천민준 석사과정생이 제1저자로 참여한 해당 논문의 제목은 ‘An investigation of heat transfer of system-on-chip using finite element analysis and optimized graph convolution networks’이다.
○ 연구팀은 본 연구를 통해 유한요소 모델을 구축하여 시스템 온 칩(System on Chip, SoC)의 발열 거동을 규명하고, 적외선 열화상 카메라로 측정된 데이터와의 비교를 통해 모델을 검증했다.
○ 검증 과정에서 경계조건 최적화, 실제 동작 중 측정된 NPU․Processor 전력 및 세부 구조별 물성 반영을 통해 유한요소 모델의 신뢰성을 확보했으며, 이를 바탕으로 다이․언더필․기판 등 주요 인터페이스 주변의 발열 거동을 체계적으로 분석했다.
○ 또한, 유한요소 모델 결과를 데이터 세트로 구축해 그래프 콘볼루셔널 신경망(Graph Convolutional Network, GCN) 모델의 학습 데이터로 사용했으며, 잔차 연결 기법과 파라미터 최적화를 통해 예측 정확도를 향상시키고, 드롭아웃과 얼리 스톱을 적용하여 과적합을 방지하고 학습 시간을 효과적으로 단축했다.
□ 이번 연구는 스마트폰․자율주행차․사물인터넷(IoT) 기기․인공지능(AI) 추론용 칩 등 다양한 응용 분야에서 요구되는 SoC 패키징 설계에 기여할 수 있는 연구로, 적외선 열화상 카메라를 통해 검증된 유한요소 모델을 통해 SoC의 발열 거동을 정밀하게 해석하고, GCN 모델을 통해 온도 분포를 신속․정확하게 예측할 수 있다는 점에서 의미가 크다.
○ 최근 AI 추론․자율주행 등 고성능 연산 수요의 확대로 인해 발열 문제가 부각되고 있는 가운데, 본 연구는 향후 SoC 패키징의 효율적 설계를 위한 기초 자료로 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.
□ 본 연구는 정보통신기획평가원(과학기술정보통신부, RS-2023-00222609)과 한국연구재단(과학기술정보통신부, RS-2025-02303250)의 지원을 받아 수행했다.