AI반도체에 올해 1253억 투자..지난해보다 75% 증가

인공지능 반도체 개발 4건, 국산화 실증 2건, 전문인력 270명 양성 목표

[이데일리 김현아 기자]

▲2021년 인공지능 반도체 관련 예산 현황(출처: 과학기술정보통신부)

과학기술정보통신부(장관 최기영)가 지난해 10월 발표된 관계부처 합동 ‘인공지능 반도체 발전전략’의 후속조치로 인공지능 반도체 선도국가 도약을 위한 13개 지원사업에 지난해(9개 사업, 718억원) 보다 약 75% 증가한 총 1253억원을 투자하는 것으로 확정하고, 사업공모 등 본격적으로 사업을 추진한다.

인공지능 반도체(NPU: Neural Processing Unit)는 학습·추론 등 인공지능 구현에 특화된 고성능·저전력 시스템반도체로 모바일·자동차·가전 등 다양한 산업분야와 융합해 새로운 시장을 창출할 것으로 전망되며 디지털 댐 등 디지털 뉴딜의 핵심 인프라다.

2030년 세계 시장 20% 점유 목표

정부는 아직 초기단계인 인공지능 반도체 세계시장 선점을 위해 2030년 세계 시장의 20%를 점유하여 ‘제2의 DRAM’으로 육성하는 것을 목표로 지난해부터 관계부처 합동 중장기 발전전략 수립 등 적극적인 정책적 노력을 기울이고 있다.

올해 지원사업은 △ 핵심기술 개발(R&D) 지원 △ 혁신기업 육성 △ 산업기반 조성 등 3대 분야 13개 사업으로 구성돼 있으며, 미래 반도체 패러다임을 바꿀 수 있는 신개념 PIM 반도체 개발을 비롯해 소프트웨어 역량 강화, 국산 반도체 실증 지원, 혁신기업 육성 등 4개 사업이 새롭게 추진된다.

PIM은 Processing In Memory로, CPU 중심 컴퓨팅을 뇌 구조와 같은 메모리 중심 컴퓨팅으로 바꾸는 반도체(현재의 메모리-프로세서의 속도효율 저하, 전력증가 문제 해결 기대)다.

인공지능 반도체 기업의 성장 단계별로 필요한 원천기술 개발 → 상용화 응용기술 개발 → 실증 등 전주기적 R&D를 지원한다.

원천기술 개발

인공지능반도체(NPU)는 세계 최고 수준의 인공지능 반도체 기술 확보를 목표로 지난해 착수하여 향후 10년간 1조원 규모를 투자하는 대규모 R&D 사업 관련, 설계·소자·공정기술 혁신을 지속지원하고 뇌 신경모사 신소자 기술 개발 등 19개 과제를 신규 지원한다.

차세대 지능형 반도체 기술개발(’20∼’29)이 1조 96억원(과기정통부 4,880억원, 산업부 5,216억원) 규모로 추진된다. 작년 37개 과제, 364억원 →올해 56개 과제, 586억원으로 추진된다.

PIM은 세계 1위 메모리 반도체 역량을 활용하여 저장(메모리)과 연산(프로세서)을 통합한 신개념 PIM(Processing In Memory) 반도체 기술을 선점하기 위한 R&D 사업도 단계적으로 추진된다.

1단계로 우선 초기시장 선점을 위한 선도 사업으로 국내 상용·주력 공정(DRAM, 임베디드 메모리)과 연계하여 상용화 가능성이 높은 PIM 반도체 선도기술 개발이 신설된다.

신개념 PIM 반도체 선도기술은 올해 신규 과제로 2021년 5개 과제, 115억원이다.

2단계로는 초격차 기술력 확보를 위해 차세대 메모리 신소자 공정(PRAM, MRAM 등) 기반 PIM 개발 등 1조원 규모의 범부처 중장기 예타 사업을 기획·추진한다.

상용화 응용기술 개발

응용기술 개발에서는 팹리스 기업(설계 전문기업)이 제품을 조기에 상용화할 수 있도록 연구소와 대학이 보유한 R&D 원천기술(특허 등)에 대한 기술이전, 인력지원 등 산·학·연 협력 응용기술 개발 지원도 확대된다. 인공지능 반도체 응용기술 개발은 지난해 2개 과제, 19억원에서 올해 21년 7개 과제, 71억원이 지원된다.

소프트웨어 기술은 국내 기업이 취약한 소프트웨어(SW) 분야 역량 강화를 위한 시스템 SW(컴파일러, 라이브러리 등) 고도화, 설계도구 개발 등의 지원사업도 새롭게 추진한다. 신규과제로는 인공지능 반도체 SW 핵심기술 개발이 이뤄지는데 올해 5개 과제, 75억원이다.

국산 반도체 실증 지원

국내에서 개발된 인공지능 반도체 기술·제품을 △ 공공·민간데이터 센터, △ 디지털 뉴딜 프로젝트(AI+X, 5G 융합서비스, 헬스케어 등) 등에 시범도입하여 초기시장 수요 창출을 지원하는 실증사업도 신규로 추진된다. 올해 인공지능 반도체 실증 지원에 2개 과제, 28억원을 지원한다.

혁신기업 육성

인공지능 반도체 시장을 선도할 혁신기업을 육성하기 위해 8개 스타트업, 중소·벤처 팹리스 기업을 선발하여 미세공정 전환, 신규 설계자산(IP) 개발·활용, SW 최적화 등 맞춤형 집중 지원을 통해 기술애로를 해소하는 사업이 신설된다.

신규과제로 인공지능 반도체 혁신기업 집중 육성에 올해 8개 과제, 55억원이 지원된다.

또한, 초기 팹리스 기업을 대상으로 고가(高價)의 설계 도구를 공동으로 활용할 수 있도록 지원하는 사업의 지원 설계도구를 단계적으로 확대하고 전문교육도 실시할 계획이다.

산업기반 조성

인공지능 기술·산업 발전을 위한 기반 조성을 위해 인공지능 반도체 설계인력 등 고급인력을 양성하기 위한 사업도 지속 추진된다.

대학 내에 인공지능/시스템반도체 연구인력 양성 전문센터 3개소를 추가 설치하여 원천기술 개발이 가능한 석·박사급 고급인재를 양성한다.

시스템반도체 융합전문인력 양성센터는 지난해 3개 → 올해 2개가 추가되고, 인공지능 반도체 분야 대학ICT연구센터(ITRC)는 지난해 2개 → 올해 1개 가 추가된다.(잠정)

해외 거주중인 박사학위자 등 최고급 인재 국내유치, 인공지능 대학원(올해 10개)에 ‘인공지능 반도체 관련 과목’ 개설도 추진된다.

아울러, 대학생·예비창업자 등의 창의적 아이디어 구현 및 인공지능 반도체 분야로의 인력 유입을 촉진하기 위한 ‘인공지능 반도체 설계 경진 대회’도 지속 추진된다.

과기정통부는 이번에 추진되는 대규모 사업들의 체계적인 사업관리와 성과 고도화를 위해 지난해 출범한 ‘차세대지능형반도체사업단’ 및 산·학·연 전문가로 구성된 ’인공지능반도체 포럼‘ 등과 지속적으로 소통·협업하여, 전문적인 사업·기술 컨설팅 등을 통해 글로벌 기술·시장을 고려한 유연한 사업 목표 및 추진내용을 점검하고 발전시킬 계획이다.

아울러, 사업 성과물이 공유·확산될 수 있도록 성과 발표 및 투자 상담회, 기술이전·활용 지원, 수요기업과의 연계 등도 추진할 계획이다.

또한, 인공지능 반도체를 중심으로 설계기업-파운드리-수요기업간 연대와 협력을 제고하고, 기술·산업 생태계 발전에 필요한 정책과제들을 지속 발굴·지원해 나갈 계획이다.

▲SK텔레콤이 개발한 AI 반도체 ‘SAPEON X220’/사진제공=SK텔레콤

지난해 우리나라는 ETR가 고성능 서버, 사물인터넷(IoT)디바이스 등에 적용 가능한 인공지능 반도체를 개발하고(‘20.4)SKT가 데이터센터 등 고성능 서버에 활용 가능한 인공지능 반도체 개발·출시(‘20.11)하는 등 상당한 성과를 냈다.

올해는 인공지능 반도체 4건 추가 개발, 2건 상용화 지원·실증, 전문인력 270명 양성 등 보다 가시적인 성과가 창출될 것으로 기대된다.

최기영 과기정통부 장관은 “지난해는 범부처 중장기 발전전략 수립, 핵심기술 개발 R&D 기획·착수 등을 통해 인공지능 반도체 산업의 획기적 발전을 위한 기틀을 마련하는데 주력한 한 해”였다고 평가하며 “올해는 대형 R&D 및 혁신기업 육성, 인력 양성 프로젝트, 디지털 뉴딜과 연계한 초기시장 창출 등 지난해 마련된 제반정책을 차질없이 본격적으로 시행해, 우리나라가 메모리반도체 뿐만 아니라 인공지능 반도체 분야에서도 선도국가가 되게 하여 2030년 종합 반도체 강국을 실현하겠다”고 밝혔다.

김현아 (chaos@edaily.co.kr)