범진욱

재직중

AI 요약

서강대학교 전자공학전공 범진욱 교수는 차세대 반도체, 인공지능, 이미지 센서 분야의 혁신적인 연구를 선도하고 있습니다. 고속 회로 설계, 전력 관리 IC, LiDAR 및 단광자 검출 기술, 그리고 신경망 프로세서 개발에 이르기까지 폭넓은 연구 스펙트럼을 가지고 계십니다. 다수의 국가 및 기업 과제를 성공적으로 수행하고 있으며, 국내외 유수 저널에 많은 논문을 게재하고 다양한 핵심 기술 특허를 출원하여 전자공학 발전에 크게 기여하고 있습니다. 본 페이지에서 범진욱 교수의 상세 연구 성과와 최신 동향을 확인하실 수 있습니다.

범진욱

교수

서강대학교

전자공학과

소속	서강대학교
부서 학과	전자공학과
직책	교수
사무실 번호	027058909
이메일	burm@sogang.ac.kr
연구자 홈페이지	링크 바로가기
연구실	Microelectronics Lab.
연구실 홈페이지	링크 바로가기

연구분야

AI 반도체 및 신경망 프로세서

본 연구실은 엣지 컴퓨팅 환경에 최적화된 AI 반도체 및 신경망 프로세서 연구를 중점적으로 수행하고 있습니다. 특히, 에너지 효율성과 연산 속도를 극대화하기 위한 혼성신호 이진화 신경망(Binary Neural Network, BNN) 회로 장치 및 뉴럴 프로세싱 유닛(NPU) 설계에 독보적인 기술력을 보유하고 있습니다. 이러한 연구는 제한된 자원에서도 고성능 AI 기능을 구현할 수 있도록 하여, 자율주행, 스마트 센서, 사물 인터넷(IoT) 기기 등 다양한 엣지 AI 애플리케이션의 발전에 기여합니다. 주요 연구 내용으로는 28-nm CMOS 공정 기반의 24.1 TOPS/W 혼성신호 BNN 프로세서 개발, Few-shot learning을 위한 연상형 메모리 증대 신경망 네트워크 설계, 그리고 인메모리 컴퓨팅 응용을 위한 비트와이즈 곱셈기 구현 등이 있습니다. 기존 범용 프로세서 대비 뛰어난 전력 효율과 소형화된 폼팩터로 현장에서의 AI 추론 성능을 크게 향상시키는 차별성을 가집니다. 본 연구는 AI 기술의 광범위한 산업 적용을 가속화하고, 실시간 데이터 처리 및 보안이 필수적인 미래 스마트 시스템의 핵심 기반 기술을 제공함으로써 산업 경쟁력을 강화하는 가치를 창출합니다. 기업 및 투자자들은 본 연구를 통해 고성능, 저전력 AI 솔루션 개발 및 관련 시장 선점을 위한 협력 기회를 모색할 수 있습니다.

LiDAR 및 고감도 이미지 센서 기술

본 연구실은 차세대 LiDAR 및 고감도 이미지 센서 기술 개발에 집중하며, 자율주행, 정밀 측정, 의료 영상 등 다양한 분야의 혁신을 선도하고 있습니다. 특히 단일 광자 검출기(Single-Photon Avalanche Diode, SPAD) 어레이를 활용한 dTOF(direct Time-of-Flight) 센서 설계 및 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 코히어런트 검출 기반의 고감도 LiDAR 시스템 구현에 강점을 가지고 있습니다. 이러한 기술은 극저조도 환경에서도 높은 정밀도와 해상도로 3D 공간 정보를 획득할 수 있게 하여, 기존 센서의 한계를 뛰어넘는 솔루션을 제공합니다. 주요 성과로는 SPAD의 성능을 최적화하는 퀀칭 바이어스 회로 디바이스 개발과, 이미지 센싱 디바이스 및 라이다 디바이스 특허 등록 등이 있습니다. 이 기술들은 미세한 빛 신호까지 효율적으로 감지하여 거리 측정 및 이미징의 정확도를 높이며, 주변 환경 변화에 강인한 작동을 보장합니다. 이러한 연구는 자율주행차의 안전성 향상, 산업용 로봇의 정밀 제어, 증강현실(AR)/가상현실(VR) 기기의 사용자 경험 개선, 그리고 바이오메디컬 분야에서의 초정밀 진단 장비 개발에 활용되어 미래 사회에 핵심적인 가치를 창출하고 있습니다. 정밀 센서 기술 분야에서 새로운 시장을 개척하고 기술적 우위를 확보하려는 파트너들에게 이상적인 협력 기회를 제공합니다.

고속 회로 설계 및 전력 관리 IC

본 연구실은 디지털 및 아날로그 혼성 신호를 아우르는 고속 회로 설계와 효율적인 전력 관리 집적회로(IC) 분야에서 첨단 연구를 수행하고 있습니다. Gb/s급 이상의 고속 데이터 전송이 요구되는 차세대 통신 시스템 및 컴퓨팅 환경을 위한 고속 직렬 링크 송수신기, 그리고 Clock and Data Recovery(CDR) 기술 개발에 주력하고 있습니다. 이는 데이터 병목 현상을 해소하고 시스템 전체의 성능을 향상시키는 핵심 기술입니다. 더불어, 스마트 모바일 기기 및 엣지 디바이스의 배터리 수명 연장과 에너지 효율 극대화를 위한 전력 관리 IC 설계에 전문성을 가지고 있습니다. 특히, 고속 응답/고속 스위칭 DC-DC 컨버터 설계 기술을 통해 다양한 부하 조건에서도 안정적이고 효율적인 전력 공급을 가능하게 합니다. Refereceless CDR 및 다기능 파워 매니지먼트 IC 개발 등 다수의 과제 수행 경험과 특허를 통해 기술력을 입증했습니다. 본 연구는 스마트 기기, 데이터센터, 전기자동차 등 고성능 및 고효율이 필수적인 다양한 산업 분야에 적용될 수 있으며, 에너지 소비를 절감하고 제품의 경쟁력을 높이는 데 기여합니다. 고속 신호 처리 및 전력 효율 솔루션을 필요로 하는 기업들에게 맞춤형 기술 협력 및 컨설팅을 제공할 수 있습니다.

경력정보

27년 8개월

1998.03.01 ~ 재직중

서강대학교

조교수 1998년 3월 정교수 현재

벨연구소 (Bell Labs., Murray Hill, NJ)

연구원, 벨연구소 (Bell Labs., Murray Hill, NJ) 1996년 9월-1998년 2월

중요 키워드

기술이전SPADLiDAR집적회로반도체설계엣지AIAI반도체산학협력CMOS신경망센서회로전력관리고속회로이미지센서전자공학

대외활동

[학회/위원회 활동] - International SoC Design Conference (ISOCC) 조직위원 - IEEE CASS 운영위원 [국제 협력] - 독일 Fraunhofer Institute Dresden의 Andy Heinig 연구책임자와 협력 연구 수행 [기술이전/기술지도] - "Quenching bias circuit device and single photon detector comprising the same" (미국 US11480465, 2022.10.25.) 국제 특허 등록 (총 3건의 국제 특허 등록) - 총 2건의 기술이전을 통해 총 1억 4천만 원의 수입 기록 - 'Neural Network Synaptic Cell 특성 추출 기술' 특허 이전 (2,500만 원 수입) [대외 강연/세미나] - 삼성전자를 대상으로 "Referenceless Clock and Data Recovery 기술" 세미나 진행 - 반도체공학회 물성분석 기술워크샵에서 "설계분석의 기초 및 응용" 발표

학력

서울대학교 자연과학대학 물리학과 졸업 학사 1987년 2월 미시간 대학교 (University of Michigan, Ann Arbor, MI) 물리학과 석사 1988년 12월 코넬대학교 (Cornell University, Ithaca, NY) 응용물리학과 석사 1992년 8월 코넬대학교 (Cornell University, Ithaca, NY) 응용물리학과 박사 1995년 5월

문의처

서강대학교

담당자서강대학교산학협력단

이메일tlo@sogang.ac.kr

연락처02-3274-4863

보유 기술

센서기술 외

수광소자 오차 완벽 보상, 정밀 퀀칭 바이어스 회로 개발

가격 협의

단일 광자 검출기 바이어스 회로는 수광소자 변이로 인한 오차 발생 문제를 겪고 있으며, 이는 정확한 광자 검출을 저해하는 요인이 됩니다. 본 발명은 이러한 문제 해결을 위해 제1 커패시터와 제2 커패시터를 활용하여 수광소자의 전하 차를 효과적으로 보상하는 향상된 바이어스 회로를 제안합니다. 이 기술은 센싱 노드의 전압 변화에 따라 제2 커패시터의 충전 및 보상 과정을 정밀하게 제어하여, 수광소자 변이에 관계없이 일정한 바이어스 퀀칭을 가능하게 합니다. 결과적으로, 기존 시스템 대비 월등히 높은 정확도를 제공하여 단일 광자 검출의 신뢰성을 획기적으로 향상시킵니다. 본 기술은 정밀 광자 검출이 필요한 다양한 분야에 적용될 수 있습니다.

3D 이미지 센서LIDAR 기술광자 검출 기술단일 광자 검출기바이어스 회로

디지털신호 외

고속∙면적 효율 극대화한 CMOS 이미지 센서 변환기 개발

가격 협의

기존 CMOS 이미지 센서는 고속 프레임 레이트 구현 및 면적 효율 개선에 한계가 있었습니다. 본 기술은 이러한 문제점을 해결하기 위해 개발된 축차 비교형 아날로그-디지털 변환기(SAR ADC) 및 이를 포함하는 CMOS 이미지 센서입니다. 저항 타입과 커패시터 타입의 서브 디지털-아날로그 변환기를 효율적으로 조합하고, 저항 타입 서브 변환기의 공유를 통해 면적 효율을 획기적으로 개선합니다. 또한, 리던던시 비트 활용으로 에러 발생률을 최소화하며 고속 변환을 가능하게 합니다. 이 기술은 차세대 고성능 이미지 센서 개발에 기여할 것입니다.

ADC 기술CMOS 이미지 센서DACSAR ADC고성능 센서

디지털신호 외

CMOS 이미지 센서, 면적 효율과 고속 변환 증대 SAR ADC 개발

가격 협의

기존 CMOS 이미지 센서는 고속 프레임 레이트 구현에 한계가 있었으며, 축차 비교형 ADC 도입 시 면적 효율 저하가 문제로 지적되어 왔습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 고속 변환과 면적 효율을 동시에 개선한 축차 비교형 아날로그-디지털 변환기(SAR ADC) 및 이를 포함하는 CMOS 이미지 센서를 제공합니다. 저항 및 커패시터 타입 서브 디지털-아날로그 변환기의 3단계 하이브리드 구성을 통해 면적 효율을 크게 향상시키며, 서브 변환기 공유 기술로 고속 동작을 가능하게 합니다. 이는 차세대 CMOS 이미지 센서 개발에 핵심적인 기여를 합니다.

CMOS 이미지 센서SAR ADC 기술VLSI 설계고속 변환 기술데이터 변환기

전자회로 외

저대역폭 고정밀·저전력 싱글 슬로프 ADC 개발

가격 협의

기존 싱글 슬로프 아날로그-디지털 변환 장치는 낮은 대역폭에서 앰프의 비선형적 왜곡으로 인해 정확도 저하 및 전력 소모 증가의 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 램프 전압 범위를 변환 전압 범위보다 크게 설정하여 비선형 램프 구간과 선형 램프 구간을 순차적으로 발생시킵니다. 이후 선형 램프 구간의 전압을 기반으로 아날로그-디지털 변환을 수행하며, 비선형 구간의 변환 결과는 보정하여 전체 변환 정확성을 극대화합니다. 이 기술을 통해 낮은 대역폭에서도 뛰어난 정확성과 개선된 전력 효율을 제공하여, CMOS 이미지 센서 등 정밀한 아날로그-디지털 변환이 요구되는 다양한 분야에 혁신적인 솔루션을 제공합니다.

CMOS 이미지 센서고정밀 변환대역폭 개선데이터 변환 기술듀얼 샘플링

센서기술

저전압으로 단광자 검출 정밀도를 높이는 장치 개발

가격 협의

기존의 단광자 검출 장치는 고전압 구동 및 온도 변화에 취약한 애벌란치 광 검출기(SPAD)를 사용하여 한계가 있었습니다. 본 기술은 이러한 문제점을 해결하고자 저전압으로 동작하는 혁신적인 단광자 검출 장치를 제안합니다. 특히, PIN 구조의 광 다이오드에서 발생하는 미약한 광 전하 신호를 작은 직렬 연결 커패시터를 통해 효율적으로 큰 전압 신호로 변환하여, 단일 광자 및 미세 광자까지 정밀하게 검출할 수 있습니다. 이는 실리콘 광증폭기, LIDAR, PET 등 다양한 초고감도 광 검출 분야에 적용 가능하여, 차세대 이미징 및 센싱 기술 발전에 기여할 수 있습니다.

PET 스캐너PIN 구조 센서고감도 이미지 센서광 다이오드광 신호 처리

보유 기술 로딩 중...