AI 반도체의 가치가 상승하는 이유
국가와 기업 간의 AI 반도체 기술 경쟁이 심화되고 있습니다.
인공지능 반도체는 사물인터넷(IoT), 자율주행, 웨어러블, 헬스케어 등 첨단 산업에서 중요한 요소로 꼽힙니다.
미래산업의 경쟁력은 AI반도체에 달려 있다고 해도 과언이 아닙니다.
반면 한국은 기술개발과 인재육성을 수반하는 제조 인프라 등 미래를 대비하는 준비는 아직 걸음마 단계입니다.
이 글에서는 AI반도체의 기능과 현재 발전 상황, 국내의 상황까지 살펴보도록 하겠습니다.
AI 반도체의 가치가 높아지고 있다!
1. 왜 AI 반도체인가?
인공지능 반도체는 인공지능 학습 및 추론 서비스를 처리하기 위해 대규모 연산을 수행하는 반도체를 말합니다.
한마디로 인공지능을 위한 반도체입니다.
반도체는 일반적으로 정보 저장용 저장 반도체와 정보 처리용 시스템 반도체로 구분되며, 인공지능 반도체는 후자에 속합니다.
AI 반도체는 흔히 인간의 두뇌에 비유됩니다.
사물에 지능을 주기 위해서는 두뇌 역할을 하는 요소가 필요합니다.
인공 지능 반도체는 데이터를 저장 및 처리하고 결과를 생성할 수 있도록 하여 사물에 지능을 제공합니다.
또한 인간처럼 주어진 상황에서 배운 것을 기반으로 지능적으로 반응합니다.
인공지능 반도체를 스마트 반도체라고 부르는 이유입니다.
그러나 시스템 반도체 범주에서 연산하는 반도체는 새로운 것이 아닙니다.
이 기술은 일반 계산기, 컴퓨터 및 스마트폰에도 내장되어 있습니다.
여기서 일반 시스템반도체와 AI반도체의 차이점이 있습니다.
범용 수준에서 제조된 기존 반도체가 데이터를 순차적으로 처리한다면 AI 반도체는 대용량 데이터를 동시에 처리해 AI 서비스를 가능하게 합니다.
AI 반도체 1개가 수백 개의 저성능 범용 시스템 반도체를 대체합니다.
제품을 개발하는 회사는 제품 효율성이 향상되고 비용이 절감됩니다.
따라서 고성능, 저전력 소모가 인공지능 반도체의 특성이자 전제조건으로 꼽히고 있습니다.
많은 양의 데이터를 처리하고 추론하는데 필수적인 요소입니다.
매일 쏟아지는 엄청난 양의 데이터 때문입니다.
현대 사회는 PB와 EB에서 제타바이트 시대로 접어들었습니다.
IDC에서 발표한 통계에 따르면 2025년까지 글로벌 데이터의 총량은 175ZB(제타바이트)에 이를 것으로 예상됩니다.
인텔이 2016년 발표한 데이터에 따르면 수백 개의 센서가 탑재된 자율주행차는 하루 4TB의 데이터를 생성합니다.
2. 진화하는 AI 반도체 기술
인공 지능 반도체 기술은 CPU(중앙 처리 장치)와 GPU(그래픽 처리 장치)를 사용하는 1세대에서 시작하여 FPGA(Field Programmable Gate Array)와 ASIC(Application-Specific Semiconductor) 칩을 사용하는 2세대, 그리고 Neural Morphological 칩을 사용하는 3세대로 진화 중입니다.
특허청에 따르면 최근 전 세계 AI 반도체 특허 출원 건수가 3배 이상 늘었습니다.
이는 2016년 알파고와 이세돌의 맞대결 이후 주요국에서 AI에 대한 관심이 높아진 데 따른 것으로 풀이됩니다.
주요국을 살펴보면 AI반도체 1세대부터 3세대까지 국제특허출원 점유율은 미국이 각각 37%, 36%로 미국이 3위, 한국이 3위를 기록했습니다.
세계 최대 시장의 특허동향과 핵심기술 중심의 특허출원 관점에서 볼 때 미국은 모든 분야에서 압도적인 우위를 점하고 있습니다.
한국은 1세대, 2세대 AI 반도체에서 2위를 놓고 중국, 일본, 대만과 경쟁하지만 3세대 뉴로모픽에서는 2위를 놓고 일본과 대만을 제치고 2위를 차지했습니다.
인공지능 반도체의 주요 특허출원자 수로는 인텔, IBM, 삼성전자 등 다양한 분야의 반도체 및 컴퓨팅 기술 선도기업들이 1위를 차지하고 있습니다.
뉴로모픽에서는 삼성전자와 SK하이닉스가 각각 2위와 5위를 기록했습니다.
특허청 김지수 특허심판원장은 “AI 반도체는 AI와 시스템반도체의 융합을 위한 핵심영역”이라며 “특히 AI 반도체의 성공 여부와 관련된 중요한 분야”라고 말했습니다.
글로벌 산업 패러다임, 탄소중립, 디지털 뉴딜.” 시장조사업체 IHS마킷에 따르면 AI 반도체 시장은 2025년까지 1289억 달러(약 153조원)에 이를 것으로 전망됩니다.
올해 6월에는 '2022 인공지능 회로 및 시스템에 관한 국제회의(AICAS 2022)'도 한국에서 열렸습니다.
AIAS 2022는 인공지능 반도체 기술 학술대회로 알려진 인천 송도 콘퍼런스에서 열렸습니다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)는 AICAS 2022를 연구소 학술회의에서 가장 권위 있는 행사로 선정했습니다.
이번 행사에는 세계적인 반도체 학자들과 전문가들이 업계의 최신 AI 반도체 기술 동향을 소개하고, 삼성전자, SK하이닉스, 인텔, 엔비디아, 그래프코어 등 국내외 반도체 기업들이 참가해 자신들의 독창적인 기술을 시연했습니다.
3. AI 반도체 개발, 정부 협력 필요해
AI 반도체는 높은 기술력을 바탕으로 향후 다양한 산업 분야에 적용될 것으로 기대됩니다.
또한 한국은 인공지능 반도체를 국가 핵심 전략산업으로 파악하고 세계 시장을 선도하기 위해 노력하고 있습니다.
지난 5월 이종호 과기정통부 장관은 인공지능 반도체 설계업체 퓨리오사 AI를 방문해 업계 화제를 모았습니다.
이종호 장관은 인공지능 반도체 개발에 대한 정부의 의지를 반영해 처음으로 인공지능 반도체 기업을 현장에 방문했습니다.
이종호 장관은 행사 일정에 맞춰 간담회를 열고 “한국이 고급반도체 강국이 되기 위해서는 메모리 반도체 분야에서 리더십을 유지하고 시스템반도체 경쟁력을 높여야 한다”라고 말했습니다.
장관은 “메모리 반도체 기술과 노하우를 접목해 인재육성을 확대한다면 시스템반도체 분야에서 유망한 성과를 낼 것”이라고 말했습니다.
이날 간담회에서 백준호 퓨리오사 AI 대표는 국내 AI 반도체 성공사례 구축 방안을 논의하고 정부에 대학과 스타트업의 칩 제조에 관심과 투자를 당부했습니다.
또한 AI 반도체를 포함한 전체 AI 생태계의 발전을 위해서는 정부 차원의 AI 반도체 테스트베드와 인프라가 필요하다고 말했습니다.
이에 정부는 AI 반도체 기술 혁신과 산업 성장을 지원하겠다는 의지를 공개적으로 밝혔고, 업계 현장 의견을 반영해 AI 반도체 산업 성장 지원 방안을 마련하고 있다고 언급했습니다.
과기정통부는 인공지능 반도체 분야 산학연 협력을 강화하고 기술개발·전문 인재 양성·산업 성장의 선순환 생태계를 조성할 계획입니다.
인공지능 반도체 외에도 인공지능, 5G, 우주, 양자, 생명공학 등 전략기술 분야의 다양한 산업과 연구현장을 직접 방문하여 민간의 성장과 발전을 지원하는 방안을 강구한다고 밝혔습니다.
글을 마치며
오늘은 AI 반도체에 대해 이야기를 풀어보았습니다.
전망이 좋은 미래 산업인 만큼 관심을 두고 어느 정도 이 산업에 대해 이해를 하고 있는 것이 좋을 것 같아 이 포스팅을 했습니다.
도움이 되셨길 바라며 이어서 다음 글에서는 AI 반도체 강국인 미국의 반도체 기업들과 현재 미국의 동향을 살펴보겠습니다.
감사합니다.
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