국립한밭슬롯교는 신소재공학과 조훈휘 교수 연구팀의 논문이 열공학 및 에너지 분야 국제 저명학술지 Case Studies in Thermal Engineering(IF 6.4, JCR 상위 7%)에 게재됐다고 22일 밝혔다.
이번 논문은 대학원 응용소재공학과 천민준 석사과정생이 제1저자로 참여했으며, 제목은 ‘An investigation of heat transfer of system-on-chip using finite element analysis and optimized graph convolution networks’이다.
연구팀은 유한요소해석(Finite Element Analysis, FEA)을 활용해 시스템 온 칩(System on Chip, SoC)의 발열 거동을 규명하고, 적외선 열화상 카메라로 측정한 데이터와 비교해 모델을 검증했다. 이 과정에서 실제 동작 시의 NPU·프로세서 전력과 세부 구조별 물성을 반영해 모델의 신뢰성을 확보했으며, 다이·언더필·기판 등 주요 인터페이스 주변의 발열 특성을 체계적으로 분석했다.
또한, 유한요소 모델 결과를 데이터 세트로 구축해 그래프 콘볼루셔널 신경망(Graph Convolutional Network, GCN) 학습에 활용했다. 연구팀은 잔차 연결 기법과 파라미터 최적화를 통해 예측 정확도를 높였으며, 드롭아웃(Dropout)과 얼리 스톱(Early Stop) 기법을 적용해 과적합을 방지하고 학습 시간을 단축했다.
이번 연구는 스마트폰, 자율주행차, 사물인터넷(IoT) 기기, 인공지능(AI) 추론용 칩 등 다양한 응용 분야의 SoC 패키징 설계에 기여할 것으로 기대된다. 특히 적외선 열화상 검증 기반의 유한요소 모델과 GCN을 결합해 SoC 온도 분포를 신속하고 정확하게 예측할 수 있다는 점에서 의미가 크다.
한편 본 연구는 과학기술정보통신부 산하 정보통신기획평가원(RS-2023-00222609)과 한국연구재단(RS-2025-02303250)의 지원을 받아 수행됐다.