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“산업 고도화에 AI 내재화 필요”
‘엣지용 반도체’ 개발 환경 유리

자동차·가전·로봇산업 등 AI 접목
관련 서비스·SW·기기 개발 탄력

‘시스템반도체 종합 지원안’ 기대
1조1000억 규모 생태계 펀드 조성


 

박성택 제1차관이 서울시 강남구에 위치한 퓨리오사 AI를 방문해 기업부설 연구소 등 주요시설을 둘러보고, 한국의 AI 반도체 산업 현황을 진단하고 AI 시대 도래에 따른 업종별 비전전략 및 시스템반도체 산업육성을 위한 방안 등을 논의했다. [사진=산업통상자원부]

[정보통신신문=김연균기자]

기기에 직접 탑재되는 ‘온-디바이스 AI’가 전 산업으로 확산되고 있는 가운데 업종별 AI 기술과 국내 반도체 적용 현황에 대한 명확한 진단이 요구되고 있다. 특히 산업 맞춤형 고성능·저전력 AI 반도체, 즉 ‘엣지용 반도체’ 개발에 대한 목소리가 높은 상황이다.

반도체 산업계는 “주력 제조산업의 고도화를 위해서는 AI 내재화가 필요하며, 우리 반도체 산업은 역량 있는 설계 기업들을 보유하고 있기에 온-디바이스 AI 산업이 성장할 여건이 충분하다”고 평가하고 있다. 특히 AI 반도체 시장에서 현재 엔비디아 등 일부 기업들이 ‘서버용 반도체’는 주도 중이나, 우리는 주력 업종과 협력을 통해 현장에 최적화된 ‘엣지용 반도체’를 개발하기 유리한 환경이며 새로운 팹리스들이 진입할 기회가 열려 있다는데 인식을 같이 하고 있다.

최근 열린 ‘AI 반도체 기업 간담회’에서 산업별 관계자들이 △업종별 맞춤형 AI 반도체 개발을 위한 수요연계 대규모 R&D 프로젝트 추진 △AI 반도체의 개발·생산 인프라 구축 △팹리스 스케일업을 위한 대규모 금융 지원 △우수한 설계인력 양성 등을 정부에 건의한 것도 AI 반도체가 기존 반도체의 역할에 더해 주력산업과 제품의 부가가치를 한층 끌어올릴 것으로 기대되기 때문이다.

■새로운 AI 비즈니스 모델 창출

최근 산업통상자원부에 따르면 2025년부터 경쟁력·시장성·성장성 등이 높은 7대 주력산업을 중심으로 엣지 반도체를 개발해 산업과 AI를 접목시키고, 새로운 AI 비즈니스 모델을 창출하는 사업들을 착수한다.

먼저 자동차 분야는 고성능 연산능력을 갖춘 AI 반도체를 통해 통신 없이도 실시간으로 수집된 데이터를 처리해 차선 유지·장애물 감지 등을 지원하고, 차량 진단을 통해 관련 상품을 추천하는 등 서비스·SW산업을 활성화한다.

가령 차량 내 연료 부족 시, 주행거리 근방 저렴한 주유소를 팝업으로 자동으로 추천하게 된다.

가전·IoT 분야에서 무선통신 지원이 가능한 AI 반도체가 개발되면 실내 상황과 사용자의 사용 패턴을 분석하고, 실내 온·습도 조절과 소리·화면을 자체 조정하는 등 사용자의 편의성을 높여주는 스마트 가전 시대를 열게 된다.

또한 기계 분야에서는 제조 현장 핵심부품의 상태 모니터링, 고장 진단, 수명예측 등 스마트공장용 온-디바이스 AI 반도체 개발과 실증이 추진된다.

기계에 사용되는 고해상도 AI 반도체는 공장이나 건설 현장에 있는 기계·장비의 동작과 소리, 외형 사진 등을 실시간으로 분석, 고장 상황을 미리 예측·대응해 기계 장비의 유지비를 낮추고, 제조 공장의 생산성을 제고할 것으로 기대된다.

로봇의 경우, 고정밀 측정 AI 반도체를 통해 주변 상황을 실시간으로 인지함으로써 충돌 없이 목적지까지 안전하게 물건을 배달하거나, 사람이 작업할 수 없는 환경에서 자율적으로 채굴·건설 등을 가능하게 한다. 이를 위한 상황 인지, 자율이동 등 기능을 지원하는 로봇용 온-디바이스 AI 반도체·모듈 기술 개발 및 AI가 내재된 로봇에 대한 실증기반이 구축될 전망이다.

에너지 분야에 적용되는 AI 반도체는 계절별, 사람 수 등의 변화에 따른 건물·집 등의 전력 소모량을 판단한다. 전력 소모량이 급증하거나 연기가 발생하는 등 이상 상황을 종합 분석하고 전기누출을 사전에 탐지·예방이 가능해진다. 또 사용자들의 전력사용 패턴 분석을 통해 전력량 절감을 위한 제어방법도 추천한다.

바이오·의료의 경우 생체센서 및 의료영상 등을 통해 수집된 의료데이터를 AI 반도체가 실시간으로 해석해 환자의 상태 모니터링 정확도를 높이거나, 환부의 상태에 따른 적정한 치료방법 등을 제시해 의료의 정확도를 높인다. 생체센서, 의료영상 등의 실시간 분석을 통한 맞춤형 의료제품 개발, 온디바이스 AI 반도체를 활용한 자동정밀 치료기기 등의 개발도 탄력을 받을 전망이다.

방산의 경우 AI 기반 유무인 복합체계 구축 등을 통해 무기 저장고나 핵심 건물 등에 허락받지 않은 침입자·침입기기의 접근을 사전에 파악해 대응함으로써 국방, 공공안전, 보안체계를 강화할 수 있다.

■“모든 산업을 AI 관점에서 재설계”

산업계의 요구에 정부도 발빠른 답을 내놓은 상황이다.

정부는 업계에서 건의한 △수요연계 대규모 R&D △AI 반도체 개발·생산 인프라 구축 △팹리스 스케일업을 위한 대규모 금융 △우수한 설계인력 양성에 대해 현재 지원 중이며, 제기된 의견들을 바탕으로 올해 하반기 ‘AI 시대, 시스템반도체 산업 종합 지원방안’을 발표할 계획이다.

반도체 설계 기업의 수요연계 강화를 위해 11개의 업종별 수요기업, 31개의 IP·팹리스·디자인하우스·SW기업 등이 참여하는 ‘AI 반도체 협업포럼’의 운영을 강화한다.

이를 위해 주력산업과 결부되고 시장 파급력이 높은 산업별 엣지 반도체를 개발하고, 산업 현장 실증과 실제 적용까지 지원할 수 있는 R&D 사업을 우선적으로 추진한다. 나아가 AI 반도체는 개별 칩의 성능보다 수요기업이 필요로 하는 종합 기능이 중요한 점을 반영해 정부는 IP-팹리스-디자인하우스-SW까지 포함한 촘촘한 선단을 구성해 경쟁력 있는 AI 반도체와 관련 제품·서비스를 만들 수 있게 대형 사업을 기획할 예정이다.

‘시스템반도체 검증지원센터’와 같은 AI 반도체 개발·생산 인프라 구축도 추진된다.

올해 9월 성남 판교에 ‘시스템반도체 검증지원센터’를 개소해 AI 반도체 개발에 필수적인 고가의 장비를 활용한 설계·검증을 지원한다.

총사업비 214억원 가량이 투입되는 검증지원센터는 중소·중견기업이 확보하기 어려운 첨단 검증장비 및 검증 플랫폼(HW·SW)을 구축하고, 온·오프라인 서비스 체계도 마련한다. 구체적으로 초고속 인터페이스 신호 분석기기, 고성능 컴퓨팅 CPU 기반 검증용 서버실 등이 들어선다.

여기에 더해 시스템반도체 설계 및 검증지원 경험을 보유한 기관간 연계, 센터 내 교육훈련 제공 등을 통해 AI·차량용·초고속 유무선 통신용 반도체 대상 검증기술 개발도 지원한다.

또한 미국 실리콘밸리에 ‘한·미 AI 반도체 센터’를 구축해 팹리스의 해외진출을 지원한다.

개발된 칩에 대해 파운드리 기업과 협의해 시제품 제작(MPW) 기회를 확대하고, 시제품 제작 지원 비용을 늘릴 예정이다.

팹리스 스케일업을 위한 대규모 금융 지원도 추진된다.

스케일업·M&A를 목적으로 하는 팹리스 기업을 대상으로 1조1000억원 규모의 반도체 생태계 펀드를 올해 3분기부터 본격 집행한다. 현재 조성된 3000억원 규모의 펀드를 시작으로 시스템반도체 기업들의 대형화를 집중 지원한다는 방침이다.

한편 반도체 설계인재 양성을 위한 대학교 내 양성과정을 강화하고, 현장에 즉시 투입 가능한 설계 엔지니어 교육과정도 신설한다. 아울러 유관부처와 협의해 우수한 외국인 인재가 국내 팹리스에 취업할 수 있는 여건도 개선한다.

박성택 산업통상자원부 차관은 “모든 산업을 AI 관점에서 재설계해야 한다”라고 하면서 “AI의 핵심은 맞춤형 고성능·저전력 시스템반도체인 만큼, 반도체 시장에서 PC, 모바일에 이어 AI라는 제3의 물결이 오는 상황에서 우리 반도체 기업이 성공할 수 있도록 필요한 모든 지원을 아끼지 않겠다”고 밝혔다.

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