[투데이 窓] AI반도체로 제2의 신화 창조

홍진배 IITP 원장

며칠 전 역사상 최초로 단일 기업의 가치가 4조달러(약 5538조원)를 넘어섰다. 생성형 AI(인공지능) 혁명을 가능케 한 AI반도체기업 엔비디아다. 생성형 AI는 학습과정을 거쳐 모델을 만들고 추론을 통해 서비스된다. 학습은 방대한 데이터를 통해 패턴을 찾고 지식을 축적하는 단계로 막대한 연산자원을 요구한다. 엔비디아는 CUDA(Compute Unified Device Architecture)로 대표되는 소프트웨어 편의성을 기반으로 글로벌 AI 컴퓨팅 시장을 90% 이상 독점했다. 추론은 학습한 지식을 실제 상황에 적용해 답을 내놓는 과정이다. 옴디아에 따르면 추론용 AI반도체 시장은 2030년 1430억달러(약 200조원) 규모로 성장할 전망이다. 성장성이 큰 추론시장은 응용분야별 환경 최적화가 핵심 경쟁요소로 우리 기업들도 충분히 가능성이 있다.

한국은 1992년 세계 최초로 64메가 D램을 개발한 후 DDR5와 HBM 등 30년 넘게 메모리반도체 세계 1위를 지켰다. 특히 HBM은 AI반도체와 결합해 AI혁명을 이끌고 있다. 반도체 제조역량과 2019년부터 진행된 정부의 선제적 AI반도체 연구·개발을 바탕으로 AI반도체 기술의 토대를 꾸준히 다졌다. 리벨리온은 AI반도체 유니콘으로 성장했고 퓨리오사AI는 메타의 인수제안을 받으며 기술력을 인정받았다. 딥엑스, 모빌린트, 하이퍼엑셀 등도 다양한 AI 워크로드에 최적화한 NPU(신경망처리 전용 AI반도체) CXL(초고속 데이터 전송기술) 등의 기술을 선보였다.

최근엔 국내 AI기업과 AI반도체기업이 협업해 AI 생태계 조성과 확산에 노력한다. 리벨리온은 코난테크놀러지, 솔트룩스와 협력해 교육, 보안, 제조 등의 특화 AI서비스에 AI반도체를 적용하고 퓨리오사AI는 업스테이지와 손잡고 국내 AI모델을 NPU에 최적화한다. 이처럼 우리는 글로벌 AI강국으로 도약할 수 있는 잠재력을 키워간다.

그러나 이러한 성과에도 국내 AI반도체는 여전히 실질적 활용사례가 부족하고 호환성, 소프트웨어와 생태계 측면에서 할 일이 많다. AI반도체는 하드웨어만으로 승부할 수 없는 구조며 소프트웨어와 하드웨어, AI모델이 유기적으로 결합하는 '풀스택 경쟁체제'에 있다. 미국은 엔비디아의 반도체, 구글과 오픈AI의 AI모델, 데이터센터 등 풀스택 기술로 세계 AI시장을 주도한다. 중국 화웨이도 '어센드' 반도체와 AI모델 '판구', 저비용 GPU 클러스터를 결합해 추격한다.

AI 기술경쟁이 가속화하는 시점에 우리도 주마가편(走馬加鞭)으로 AI반도체 강국으로 도약하기 위한 과감한 전략이 필요하다. 첫째, 시장에서 원하는 성능 스케일업과 전성비를 갖추기 위한 AI반도체 고도화(NPU 2.0)가 필요하다. 또한 메모리에 연산기를 결합해 저전력·고효율 연산이 가능한 PIM(Processing-in-Memory) 반도체의 상용화, 그리고 차세대 반도체인 뉴로모픽 반도체 개발도 서둘러야 한다. 둘째, 시장에서 신뢰를 얻을 수 있는 실질적 활용사례, 즉 레퍼런스를 확보해야 한다. 데이터센터급 대규모 실증과 온디바이스 AI반도체 초기시장을 정부와 공공부문이 전략적으로 지원하며 정부의 AI서비스 프로젝트에 국산 AI반도체를 우선 도입해 시장확산의 마중물이 돼야 한다. 마지막으로 서비스, AI모델, 소프트웨어, 하드웨어가 유기적으로 결합한 하드웨어, 소프트웨어 풀스택 기술경쟁력 확보가 필요하다. 글로벌 시장표준과 호환되는 소프트웨어 스택과 개발환경의 편의성을 확보하고 오픈소스를 활용해 소프트웨어 생태계 육성을 강화해야 한다.

AI반도체는 미래 경제·안보·기술주권의 운명을 가르는 핵심 주권기술이자 AI 생태계의 핵심 기반이다. AI반도체 분야의 견고한 생태계 구축을 통해 제2의 반도체 신화를 창조할 골든타임이 바로 지금이다.

홍진배 정보통신기획평가원(IITP) 원장

Copyright ⓒ 머니투데이 & mt.co.kr. 무단 전재 및 재배포, AI학습 이용 금지.