[인터뷰] "온디바이스 AI 골든타임…수요기업 참여 중요"

김용석 가천대학교 반도체대학 석좌교수
'AI 반도체 얼라이언스' 위원장 맡아
AI 시장 2~3년 내 학습→추론 중심 이동
산업통상부 1조 온디바이스 AI 프로젝트 추진

[아이뉴스24 박지은·권서아 기자] 온디바이스 인공지능(AI) 반도체 경쟁이 본격화하는 가운데 지금이 산업 주도권을 확보할 ‘골든타임’이라는 분석이 나왔다. 산업통상부도 자동차·가전·로봇·방산 분야를 중심으로 총 1조원 규모 온디바이스 AI 반도체 프로젝트를 추진하고 있다.

김용석 가천대학교 반도체대학 석좌교수(반도체교육원장)는 지난 9일 아이뉴스24와 인터뷰에서 "온디바이스 AI 반도체가 경쟁력을 높이려면 ‘수요기업(세트) 주도 구조’를 구축해야 한다"고 말했다.

김용석 가천대 반도체대학 석좌교수가 9일 경기 성남시 가천대학교에서 아이뉴스24와 인터뷰를 하고 있다.[사진=곽영래 기자]

현재 AI 반도체는 AI 모델 구동을 위해 데이터센터에 주로 사용된다. 그러나 스마트폰과 가전, 무기체계, 자동차 등 기기 자체에서 AI를 구동하는 흐름이 확산되면서 온디바이스 AI 반도체 시장이 빠르게 성장할 것으로 전망된다.

김 교수는 지난 2024년 펴낸 저서 'AI 반도체 전쟁'에서 온디바이스 AI 시장 확대에 대비해야 한다고 강조한 바 있다. 이후 산업통상부 산하 ‘AI 반도체 얼라이언스’ 위원장을 맡아 정부의 AI 반도체 산업 전략 수립에도 참여해왔다.

그는 “온디바이스 AI는 스마트폰과 자동차, 가전처럼 실제 제품에 적용되는 기술이기 때문에 수요기업이 먼저 필요한 기능을 정의하고 이에 맞춰 칩을 기획해야 한다”고 말했다.

이어 “앞으로 2~3년 뒤 사용할 칩을 목표로 반도체를 개발해야 한다”며 “칩 설계뿐 아니라 AI 모델 최적화와 소프트웨어 개발까지 함께 진행돼야 경쟁력을 확보할 수 있다”고 설명했다.

김 교수는 “각 제품에 특화된 맞춤형 AI 반도체를 개발해야 한다”며 “수요기업을 중심으로 소프트웨어, 칩 설계, 파운드리, 응용 서비스 기업이 수직적으로 협력하는 구조를 만들어야 온디바이스 AI 생태계를 구축할 수 있다”고 강조했다.

김용석 가천대 반도체대학 석좌교수가 9일 경기 성남시 가천대학교에서 아이뉴스24와 인터뷰를 하고 있다. [사진=곽영래 기자]

제조업 강국 한국, 온디바이스AI는 새로운 기회

김 교수는 온디바이스 AI가 한국 제조업에 새로운 기회가 될 수 있다고 봤다.

그는 “과거 아날로그 제품에 디지털 기술을 적용해 경쟁력을 확보했던 것처럼 이제는 제품에 AI 반도체를 적용해 새로운 부가가치를 만들어야 한다”며 “자동차와 로봇, 가전, 공장 등 제조업 분야에서 온디바이스 AI 반도체가 중요한 역할을 하게 될 것”이라고 말했다.

이어 “제조업 기반이 강한 한국에게 온디바이스 AI는 새로운 산업 기회가 될 수 있다”고 덧붙였다.

AI 시장은 향후 추론 분야가 더욱 커질 것이라고 전망했다. “현재 AI 시장은 대규모 모델 학습 중심 구조지만 앞으로는 실제 서비스 단계인 추론 중심으로 이동할 가능성이 크다”며 “앞으로 2~3년 정도 후인 2030년경에는 추론 시장이 더 커질 것”이라는 설명이다.

수요 대기업 참여 ‘1조 온디바이스 AI 프로젝트’ 기획

김 교수는 산업통상부 산하 AI 반도체 얼라이언스 위원장을 맡아 정부의 AI 반도체 산업 전략 논의에도 참여하고 있다.

산업통상부는 온디바이스 AI 반도체 생태계 구축을 위한 대형 프로젝트를 기획하고 있다.

김 교수는 “자동차와 사물인터넷(IoT) 가전, 기계·로봇, 방산 등 4개 분야에서 경쟁력 있는 온디바이스 AI 반도체를 확보하고 이 과제를 통해 팹리스 기업을 육성하는 사업을 준비하고 있다”고 말했다.

총 투자 규모는 1조원 수준이다. 사업 목표는 올해 과제에 착수해 오는 2028년에 국산 AI 반도체 시제품을 확보하고 2030년까지 AI 반도체 10여종을 상용화하는 것이다.

김 교수는 “대기업 수요기업이 처음부터 참여해 필요한 반도체 사양을 기획하고 정부 예산과 기업 예산이 함께 투입되는 구조”라며 “이런 방식이 돼야 실제 사업화로 이어질 가능성이 높다”고 말했다.

이어 “이 과제는 매우 좋은 기획이며 성공 가능성이 높은 정부 과제”라며 “이와 같은 대형 과제가 더 기획될 필요가 있다”고 덧붙였다.

가천대의 CES 2026 팹리스 서밋 코리아 행사의 참석자들.[사진=가천대학교]

“AI 반도체 경쟁력은 결국 소프트웨어”

온디바이스 AI 반도체 경쟁력은 칩 자체보다 소프트웨어에서 결정된다는 분석도 나왔다.

김 교수는 “AI 반도체라고 하면 칩만 떠올리기 쉽지만 실제 경쟁력은 칩 위에서 구동되는 소프트웨어에 달려 있다”고 말했다.

그는 “AI 모델을 칩 구조에 맞게 변환하고 최적화하는 컴파일러와 런타임 소프트웨어가 칩 성능을 사실상 결정짓는다”며 “AI 모델과 프레임워크, 소프트웨어 개발도구(SDK)까지 포함한 풀스택 역량이 중요하다”고 설명했다.

칩 설계자와 머신러닝(ML) 엔지니어 간 협력도 매우 중요한 요소라고 강조했다.

김 교수는 맞춤형 AI 반도체 전략의 중요성도 강조했다. 그는 글로벌 데이터센터용 AI 반도체 시장이 엔비디아 중심의 범용 그래픽처리장치(GPU) 생태계와 하이퍼스케일러 중심의 맞춤형 주문형 반도체(ASIC) 생태계가 병존하는 구조로 발전할 것으로 전망했다.

이어 “온디바이스 AI 반도체도 이와 비슷한 흐름이 될 것”이라며 “철저히 수요기업(세트)에 맞춘 맞춤형 칩 전략이 필요하다”고 말했다.

또 “국내 팹리스에게 분명 기회지만 미국과 중국에 있는 경쟁사들도 만만치 않다”며 “정부가 국내 팹리스를 더욱 빠르게, 더 강력하게 지원해야 한다”고 당부했다.

김용석 가천대 반도체대학 석좌교수가 9일 경기도 성남시 가천대학교에서 아이뉴스24와 인터뷰를 하고 있다. [사진=곽영래 기자]

김용석 가천대 석좌교수는?△성균관대 전자공학 학사·석사, 동국대 박사 △삼성전자 명예박사, DMC연구소, MX사업부 △성균관대 전자전기공학부 교수 △한국반도체공학회 부회장 △가천대학교 반도체대학 석좌교수 △가천대 반도체교육원장 △산업통상부 ‘AI반도체 얼라이언스’ 위원장

/박지은 기자(qqji0516@inews24.com),권서아 기자(seoahkwon@inews24.com)