K-클라우드 디딤돌 밟는 AI 반도체, 데이터시장 80% 장악 목표

과기부, AI 반도체 활용 방안 발표
정부, 3단계 고도화에 8262억 투입
글로벌 시장점유율도 20%대 제시
안전·보건·교육 분야 서비스 집중

정부가 우리나라 미래 먹거리인 AI(인공지능)반도체 산업 육성을 위한 디딤돌을 클라우드로 마련한다. 국산 AI반도체의 국내 데이터센터 시장 점유율을 2030년까지 80%로 끌어올리는 게 목표다.

이종호 과학기술정보통신부 장관은 12일 경기창조경제혁신센터에서 'AI반도체 최고위 전략대화'를 주재하고 'AI반도체를 활용한 K-클라우드 추진방안'을 발표했다.

이번 추진방안은 NPU(신경망처리장치)·PIM(프로세스 인 메모리) 등 AI반도체 3단계 고도화와 함께 AI반도체 SW(소프트웨어)개발, 실증체계 구축 등 종합적 기술개발 로드맵을 담았다. AI반도체·클라우드·AI서비스를 연계한 프로젝트로 K-클라우드 생태계 조성도 꾀한다. 정부는 앞서 2020년 'AI반도체 산업발전 전략' 발표를 통해 2030년 글로벌 시장 점유율 20%도 목표로 제시했다.

◇K-클라우드로 국산 AI반도체 마중물= 반도체는 지난해 한국 전체 수출에서 약 20%를 차지했다. 정부와 업계는 메모리반도체 일변도인 사업구조를 개선해 시스템반도체를 키운다는 전략이다.

특히 전 산업에 AI가 접목되면서 각광받는 게 AI반도체다. AI 학습·구동을 위한 반도체로, GPU(그래픽처리장치)부터 NPU·PIM까지 포함한다. 시장조사기관 가트너는 2021년 347억달러 규모였던 AI반도체 시장이 연평균 16% 성장해 2026년에는 861억달러 규모에 이를 것으로 내다봤다. 이는 현재 메모리반도체 시장의 절반 수준에 달하며, 한국으로선 차세대 성장동력으로 놓칠 수 없는 시장이다.

현재 AI반도체가 가장 많이 쓰이는 곳은 클라우드 데이터센터다. 미국 엔비디아가 이 시장을 주도하고 있지만, AWS(아마존웹서비스), MS(마이크로소프트) 애저, GCP(구글 클라우드 플랫폼) 등 주요 클라우드 사업자들도 자체 AI반도체 개발에 나서고 있다. 클라우드 영역에서 AI반도체 경쟁이 불거진 것이다. 과기정통부의 이번 추진방안이 K-클라우드를 바탕으로 삼는 이유다.

과기정통부 관계자는 "가장 큰 수요처인 클라우드에 AI반도체를 적용하고 AI서비스를 실증, 궁극적으로 국산 AI반도체의 레퍼런스 확보를 지원하겠다"고 설명했다.

◇국산 AI반도체 3단계 고도화에 8262억 투입 =정부는 국산 AI반도체를 3단계에 걸쳐 고도화한다. 기존 AI반도체 사업을 종합하고 체계화, 2023년부터 2030년까지 총 8262억원을 투자하는 로드맵을 마련했다.

먼저, 2025년까지 1단계로 현재 상용화 초기 단계인 국산 NPU를 고도화하고 데이터센터에 적용해 초기 시장 창출을 지원한다. 민간 클라우드 가운데 한 곳을 선정, 광주 국가AI데이터센터와 함께 두 곳에 먼저 적용할 예정이다. 2026년부터 2028년까진 D램 기반 상용 PIM과 국산 NPU를 패키징해 글로벌 수준의 연산 성능을 저전력으로 구현한다. 마지막 3단계에서는 비휘발성 메모리를 활용해 NVM 기반 PIM으로 극저전력화를 달성한다. 이로써 현재 미국 대비 89.2%인 기술 수준을 100%로 끌어올린다는 목표다.

국산 AI반도체를 데이터센터에 적용하기 위한 SW 예타사업도 별도로 추진한다. 국산 AI반도체를 데이터센터에 적용하려면 추가적인 SW 개발이 필요하다. 딥러닝 등 AI 알고리즘을 초고속·극저전력으로 실행하는 컴파일러, 라이브러리, AI모델 자동 병렬화 기술이 요구된다. 이를 상용 클라우드에 적용하기 위한 가상머신 및 컨테이너, 가상 서버 클러스터 기술도 개발할 계획이다.

AI반도체 고도화 단계별로 이를 데이터센터에 적용하고 클라우드 기반 AI서비스까지 제공하는 실증사업도 추진한다. 국산 NPU 데이터센터 구축사업과 기존 AI·클라우드 서비스 개발 사업을 연계, 2025년까지 3년간 약 1000억원을 투자한다. AI·클라우드 서비스는 우선 사회·경제적 파급력과 수요가 높은 안전·보건·교육·국방 등을 중심으로 추진한다.

산학연 협업체계도 갖춘다. K-클라우드 추진을 위한 민·관 협업 창구 마련과 주요 과제 발굴을 위해 '국산 AI반도체 기반의 K-클라우드 얼라이언스'를 구성한다. AI반도체 기업과 대학이 협력해 교육과정을 개발하는 'AI반도체 대학원'도 내년부터 신설한다.

이종호 과기정통부 장관은 "우리나라는 세계 최고의 메모리 반도체 기술력을 바탕으로 AI반도체를 세계 최고 수준으로 육성할 수 있다"며 "K-클라우드 프로젝트를 통해 AI반도체와 클라우드 경쟁력을 높여 국민들이 보다 좋은 AI 서비스를 이용하도록 하겠다"고 밝혔다.팽동현기자 dhp@dt.co.kr