"AI 반도체도 국산화"...정부, K-온디바이스 AI반도체 생태계 구축에 1조 투입

2030년까지 자율주행차 등에 온디바이스 AI반도체 10개 개발 추진

K-온디바이스 AI 반도체 기술개발 프로젝트 인포그래픽 [사진=산업통상자원부]

정부가 자율차·스마트가전·무인기·휴머노이드 등 첨단 산업에 활용될 국산 인공지능(AI) 반도체 개발에 본격적으로 나선다. 2030년까지 총 1조원을 투입해 AI 반도체 국산화와 함께 산업 생태계 경쟁력을 끌어올린다는 계획이다.

산업통상자원부는 30일 성남 글로벌융합센터에서 'AI반도체 M.AX 얼라이언스 포럼'을 개최하고 온디바이스 AI 반도체 국산화를 위한 민관 협력 계획을 발표했다.

이번 포럼에는 자율차, 사물인터넷(IoT)·가전, 로봇, 방산 등 4대 산업 분야의 반도체 수요기업을 비롯해 AI 팹리스(설계기업), 파운드리(제조기업), 글로벌 IP 기업 등 150여명이 참석해 국내 AI반도체 생태계 구축 방안을 논의했다.

정부는 이번 프로젝트를 통해 2026년부터 업종별 수요기업과 팹리스가 컨소시엄을 구성해 설계를 시작하고 2028년까지 국산 AI반도체 시제품을 개발한 뒤, 2030년까지 총 10개의 온디바이스 AI 반도체를 첨단 제품에 탑재해 상용화하겠다는 계획이다.

이번 프로젝트는 엔비디아 H100 같은 대규모 연산용 GPU 기반 AI칩이 아닌,  자율주행차, 스마트가전, 무인기, 로봇 등 제품에 직접 탑재되는 저전력 고효율 NPU(Neral Processing Unit) 개발에 초점을 맞추고 있다. 

산업부 관계자는 "서버 기반 학습이 아닌 디바이스 자체에서 AI 추론이 가능하도록 하는 반도체를 만들려고 하는 것"이라며 "엔비디아 H100과 같은 고성능 GPU와는 용도와 방향성이 다르다"고 설명했다.

NPU는 전력 소모가 적고, 특정 기능에 특화된 연산을 빠르게 처리할 수 있는 만큼 데이터 센터 연결 없이도 디바이스 자체에서 AI 기능을 수행할 수 있다. 이런 강점은 제조 현장과 산업용 제품에 특히 유용하다.

실제로 산업부는 자율차의 비상상황 반응, 무인농기계의 작물 식별 및 수확, 스마트가전의 사용자 감정 반응 및 제안 기능 등을 활용 예시로 제시했다. 예컨대 냉장고가 유통기한 임박 식재료를 인식해 음식 조리법을 제안하거나, 로봇이 현장 상황을 인식해 자율적으로 작동하는 등 실제 산업 현장에서 다양한 적용이 가능하다.

현재 국내 주요 수요기업들은 자율차·가전·무인기 등에 쓰이는 AI 반도체를 전량 해외에서 수입해 사용하고 있으며, 특히 엔비디아나 퀄컴 제품이 주로 채택되고 있다. 

정부는 수요기업과 팹리스, 파운드리 간 긴밀한 협력을 통해 국내에서도 온디바이스 AI 반도체를 자체 설계·생산할 수 있는 기반을 마련하겠다는 방침이다.

산업부 관계자는 "한국은 메모리 반도체·제조 분야에서 강국이지만 여러가지 안보 이슈 등 때문에 반도체를 자유롭게 쓸수 있겠느냐는 우려가 있다"며 "이번 프로젝트는 국산 AI반도체를 만드는 과정에서 취약한 팹리스, 비메모리 반도체 분야 역량을 키울 수 있는 중요한 기회가 될 것"이라고 강조했다. 

산업부는 업종별 수요기업과 반도체 분야 IP 기업·팹리스·파운드리가 함께 참여하는 M.AX 얼라이언스를 통해 생태계 전반의 연계(LINK)를 강화할 계획이다.

수요기업은 데이터 공유, 현장실증 지원 등을 통해 사업 성과가 단순한 AI반도체 개발에서 나아가, 첨단제품 탑재·양산에 이를 수 있도록 지원하며, 글로벌 IP 기업과 국내 파운드리는 시제품을 적기에 합리적인 단가로 양산할 수 있도록 협력한다.

또한 정부는 얼라이언스 내 AI 팹리스들은 도약을, 파운드리는 고객 확보를, 수요기업들은 조속한 AI 대전환을 할 수 있도록 동반 성장 방안을 지속 모색한다는 방침이다. 특히 AI반도체 분야는 다른 업종과의 협력이 중요한 만큼 프로젝트의 성과들이 전 업종으로 활용·확산될 수 있도록 자율주행차·AI가전·휴머노이드·AI방산 등 업종별 M.AX 얼라이언스와의 연계도 강화해 나갈 계획이다.

김정관 산업부 장관은 "AI 반도체는 자율차와 휴머노이드 등 미래 제품의 AI 대전환을 이끄는 핵심 엔진"이라며 "정부는 K-온디바이스 AI반도체 기술개발 사업을 통해 AI 하드웨어 분야에서도 세계 시장을 선도하는 국가로 도약할 것"이라고 밝혔다.