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- ICT업계, 시장선점 경쟁 가열

AI반도체 글로벌시장 매년 성장
2021년에 34조4000억 이를 것
향후 10년내 CPU 버금갈 전망

인텔, 경쟁사 핵심임원 영입하고
엔비디아, 자율주행AI 기술제휴
中 화웨이·캄브리콘도 양산 준비

삼성도 뉴로모픽 반도체 개발 중
후발주자 열세딛고 적극적 투자

“인공지능(AI) 반도체 시장을 잡아라!”

4차 산업혁명의 핵심인 AI·빅데이터 등 분야의 산업화가 가속함에 따라 세계 정보통신기술(ICT) 업계의 AI 반도체 시장 선점 경쟁도 가열되고 있다. 국내 반도체 산업계도 ‘사활’을 걸고 속속 뛰어들고 있다. 메모리 분야에 편중한 산업 구조와 공급과잉·무역규제 등의 외부 충격에 취약한 국내 반도체 산업의 고질적인 약점을 보완하기 위해서는 세계 반도체 시장의 70%에 육박하는 시스템 반도체 등 비(非)메모리 분야 경쟁력 확보가 시급하기 때문이다. 스위스 투자은행 UBS는 오는 2021년 세계 AI 반도체 시장 규모가 302억 달러(약 34조4000억 원)에 이를 것으로 전망하고 있다. 향후 5~10년 뒤에는 AI 반도체가 메모리나 앙처리장치(CPU) 등에 버금가는 주요 시장으로 성장할 것이라는 얘기다.

◇미국 시스템 반도체 업계가 주도 중 = 세계 시스템 반도체 시장을 이끌어 온 미국 인텔과 엔비디아, 자일링스 등이 AI 반도체 시장으로 발 빠르게 영향력을 확대해 가고 있다. 인텔은 적극적인 인수·합병(M&A) 전략을 구사해 데이터센터용부터 디바이스(단말)에 이르기까지 폭넓은 AI 반도체 기술을 확보하고 있다. 특히 최근에는 경쟁사인 AMD에서 AI 반도체의 핵심 기술인 그래픽프로세서(CPU) 분야를 이끌어온 핵심 임원까지 영입했다.

그래픽프로세서(병렬처리 기반) 강자인 엔비디아는 자사의 독보적인 관련 기술 경쟁력을 토대로 유관 산업의 주요 기업들과 연구·개발(R&D) 협력을 확대해 가고 있다. 엔비디아는 병렬처리가 중시되는 AI 반도체 기술 경쟁에 앞서 있는 것으로 평가받고 있다. 실제로 자율주행용 AI 반도체를 개발하면서 자동차 제조사와 부품사, 서비스 분야를 아우르는 300여 기업과 협력하고 있다. 엔비디아는 이뿐만 아니라 미국 ICT 시장을 선도하는 아마존, 구글, 마이크로소프트(MS), HP, IBM 등을 비롯해 중국 ICT 선두 기업인 바이두와 알리바바, 텐센트 등과도 기술 제휴를 하고 있다.

FPGA(용도에 맞게 회로를 변경할 수 있는 비메모리 반도체) 분야 선도 기업인 자일링스는 설계 유연성과 전력 효율성을 앞세워 AI와 빅데이터, 사물인터넷(IoT) 등 성장 가능성이 높은 시장에 대한 매출 확대에 나선다는 계획을 최근 발표했다.

◇중국도 속속 ‘상용화’= 중국 최대 통신장비 업체인 화웨이는 지난해 스마트폰용 AI 소프트웨어와 반도체 ‘기린 970’을 자체 개발해 속속 상용화하고 있다. 최근에는 서버, IoT용 등을 추가로 선보이면서 AI 반도체 사업의 저변을 확대해 가고 있다. 중국 최대 전자상거래 업체인 알리바바는 자국의 반도체 설계업체를 아예 인수하고 IoT와 자율주행, 스마트시티 등 다양한 분야에 적용하기 위한 엣지 디바이스(단말)용 AI 반도체를 양산할 태세다.

3년 전 출범한 중국의 대표적인 AI 반도체 설계 업체 ‘캄브리콘’은 최근 중국 국유펀드와 알리바바, 레노버 등으로부터 1억 달러(약 1139억 원) 투자를 유치해 AI 반도체 사업 확대에 박차를 가하고 있다. 이 회사는 스마트폰, 무인기, 웨어러블(착용할 수 있는) 기기 등에 장착 가능한 전용 AI 반도체를 상용화하고 있다.

◇후발주자로 뛰어든 한국 = 삼성전자는 스마트폰 ‘갤럭시 S9’ 기종에 빠른 이미지 처리를 위한 자체 AI 반도체를 적용하면서 출사표를 던졌다. 또한 삼성종합기술원 산하 두뇌컴퓨팅 연구실을 중심으로 뉴로모픽(뇌신경 구조 모방) 반도체 개발을 추진하고 있다. 최근에는 서울대·카이스트 등과의 산학협력도 모색하고 있다. SK텔레콤은 자일링스와 손잡고 AI 가속 솔루션을 개발해 자사 AI 서비스 ‘누구’에 적용하고 있다. 한국과학기술기획평가원 관계자는 “국내는 메모리 반도체 기술 역량이 높은 데 반해 AI 반도체 기술 역량과 산업 저변은 미국·중국에 비해 열악한 상황”이라면서 “관련 설계·원천기술의 경우 대부분 수입에 의존하는 실정이어서 유관 산업 육성을 위한 정부의 정책적 지원이 시급하다”고 말했다.

이관범 기자 frog72@munhwa.com