국가 R&D 핵 `AI반도체` 실험실 나와 산업현장으로

AI반도체 기업 사피온코리아 관계자가 AI반도체 'X220'을 들어 보이고 있다. 사피온코리아 제공

"AI반도체를 핵심으로 슈퍼컴퓨터, 데이터센터, 클라우드, 소프트웨어 생태계를 키워 미·중과 어깨를 나란히 하는 확실한 AI(인공지능) 3강으로 올라서겠다."

정부가 지난 9월 내놓은 '대한민국 디지털 전략'의 골자다. 디지털 시대의 게임 체인저인 AI 경쟁력을 끌어올리는 동시에 경제·사회의 모든 방식과 제도를 재설계화겠다는 계획이다. 그 핵심인 AI반도체·메타버스 기술실증 및 사업화 현황을 NIPA(정보통신산업진흥원)와 협력해 3회에 걸쳐 소개한다. "자체 개발한 1세대 AI반도체의 성능이 기존 GPU(그래픽처리장치)보다 우수함을 확인했다. 이제 이를 적용한 AI서비스의 범위를 넓힐 차례다."

AI반도체 팹리스(설계) 스타트업 퓨리오사AI의 정준 수석은 이같이 말했다. 2017년 창업한 퓨리오사AI는 정부 AI반도체 응용 실증지원 사업을 통해 자사 NPU(신경망처리장치)를 동영상 기술 스타트업 에스프레소미디어의 고화질 영상복원 솔루션 '슈퍼레졸루션'에 적용했다. 이를 통해 기술에 대한 자신감을 얻은 퓨리오사AI는 내년에는 영상이 아닌 또다른 AI서비스로 범위를 넓힐 계획이다. 작년 네이버 등에서 800억원 규모의 시리즈B 투자를 유치한 이 회사는 카카오, 업스테이지 등과 협력하는 한편 삼성전자 파운드리를 통한 AI반도체 양산에도 나선다.

◇반도체 산업, 판이 달라진다= 정부가 국가R&D와 디지털전략의 핵심 고리로 투자를 집중하는 AI반도체가 실험실을 넘어 산업현장으로 뻗어가고 있다. 전통 반도체 기업부터 대기업, 스타트업까지 AI반도체에 뛰어들어 미래 먹거리를 캐고 있다.

AI반도체는 AI서비스 구현에 특화된 반도체를 말한다. 맞춤형으로 개발돼 기존 반도체보다 고성능, 저전력, 고효율의 강점이 있다. 최근 기술 발달에 힘입어 기업들이 맞춤형 반도체를 설계하고 제조하는 것도 쉬워졌다. 애플부터 마이크로소프트, 아마존, 테슬라 등 빅테크 기업들이 잇따라 자체 반도체를 내놓는 이유다.

향후 AI반도체가 전체 시스템반도체 시장의 3분의 1을 차지할 것으로 전망되면서 삼성전자, 엔비디아, AMD, 인텔 등도 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 시장조사업체 가트너에 따르면, AI 반도체 시장 규모는 2021년 343억 달러(47조원)에서 2025년 711억 달러(98조원)로 2배 가까이 성장할 전망이다.

◇공급사례 늘려 초기 시장 키운다= AI반도체는 GPU 중심 초기 시장에서 2세대 NPU, 3세대 뉴로모픽으로 발전할 전망이다. 정부는 설계·SW·기술실증 등 전 과정을 지원함으로써 기업의 '성장판'을 만드는 데 집중하고 있다. 2020년부터 추진해온 관련 R&D가 국산 AI반도체 상용화로 연결되도록 하겠다는 것.

SK그룹 AI반도체 팹리스 회사 사피온코리아도 정부 사업을 기회로 기술 완성도를 높이고 있다. 사피온코리아는 자사 'X220'을 기반으로 14.44POPS 수준 성능의 AI 서버 인프라를 국내 최초로 NHN클라우드의 판교 데이터센터에 구축했다. 또 이를 활용해 SKT의 미디어 화질 개선 솔루션(슈퍼노바), 이미지·영상 기반 측위 시스템(VLAM), NHN의 패션 추천, 포즈 추정, 헬스허스의 골 연령 분석 AI 솔루션, 심비대증 진단 등 6종의 서비스를 실증했다. 이를 통해 X220의 성능과 효율이 외산 GPU보다 우수함을 확인했으며, 내년에 한 단계 업그레이드된 'X330'을 기반으로 글로벌 시장 공략을 본격화할 예정이다.

정부는 AI반도체 응용실증 지원사업을 통해 작년부터 내년까지 총 14개 실증 사례를 지원, 연 8개 이상의 실증사례를 확보한다는 계획이다. 관련 예산은 올해 41억2700만원에서 내년 55억400만원으로 늘어난다. 작년부터 2023년까지 61억4000만원을 들여 중소 팹리스 기업에 고가의 설계 SW 공동활용을 지원하는 AI반도체 클러스터 사업도 기업들의 호응을 얻고 있다.

2023년에는 AI반도체를 기반으로 대용량, 고성능 연산 등이 가능한 상용클라우드 센터 구축, 클라우드 서비스 확산 기반 마련을 위한 'AI반도체 팜 구축·실증 사업'도 추진한다. 국산 AI반도체 기반 데이터센터(NPU 팜) 구축 및 클라우드 서비스 상용화 확산을 위한 기반을 마련할 예정이다. 안경애기자 naturean@dt.co.kr