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인공지능 반도체 2030년까지 ‘제2의 D램’으로 육성

시장점유율 20%, 혁신기업 20개, 고급인재 3천 명 달성

인공지능 반도체 2030년까지 ‘제2의 D램’으로 육성 - 산업종합저널 이슈기획

인공지능 반도체 시장은 아직 지배적 강자가 존재하지 않는 초기단계다. 지금부터라도 국가가 어떤 대응 노력을 하느냐에 따라 글로벌 주도권 경쟁의 성패를 좌우할 것이라는 전망이다.

한국은 세계 최고의 반도체 제조강국으로 신기술 선점에 유리한 환경을 갖추고 있고, 시장 수요를 견인하는 유력 수요기업도 보유하고 있다.

정부는 올해부터 대형 R&D 투자에 착수하고, 민간도 인공지능·시스템 반도체 육성을 위한 투자를 본격화함에 따라 성장잠재력 확충을 기대하고 있다.

이와 관련, 정부부처 합동으로 퍼스트무버형 혁신기술·인재 확보와 혁신성장형 산업 생태계 활성화 등 ‘인공지능 반도체 산업 발전전략’(시스템반도체 비전과 전략 2.0)이 발표됐다.

정부는 그간 ‘인공지능(AI)’과 ‘시스템반도체’를 혁신성장 전략투자 분야로 지정하고, '시스템반도체 비전과 전략', '인공지능 국가전략', '디지털 뉴딜' 등을 통해 집중 지원 중이다.

인공지능 반도체는 이러한 국가 핵심전략의 공통분모로, 최근 4차 산업혁명, 비대면 경제 가속화에 따라 인공지능·데이터 생태계의 핵심기반이자 시스템반도체의 차세대 성장동력으로 부상하고 있다.

이에 정부는 세계 최고의 반도체 제조 역량 등 우리의 강점을 기반으로 인공지능 반도체를 집중 육성해 세계시장을 선도하기 위한 '인공지능 반도체 산업 발전전략'을 수립했다.

'학습·추론 등 인공지능 서비스 구현에 필요한 대규모 연산을 높은 성능, 높은 전력효율로 실행하는 반도체'로 인공지능의 핵심두뇌라고 할 수 있다.

인공지능 반도체는 첨단 시스템반도체 분야로 시스템반도체가 데이터의 ‘수집→전송→연산’ 등 전 과정에 활용될 때, 이 중 인공지능 반도체는 데이터의 학습·추론 등 인공지능의 핵심 연산을 수행한다. 딥러닝 등 인공지능 기술혁신으로 본격화 했으며 (1세대)CPU+GPU→(2세대)NPU→(3세대)뉴로모픽으로 발전할 전망이다.

인공지능 반도체는 인공지능·데이터 생태계의 혁신과 미래 반도체 신시장 주도권 확보, 디지털 뉴딜의 성공 등을 위해 필수적인 핵심 기술분야다. 인공지능 반도체는 서버, 모바일, 자동차, 가전 등 다양한 산업분야와 융합해 새로운 시장을 창출할 것으로 보인다.

세계시장은 아직 초기단계지만, 오는 2030년까지 향후 10년간 6배 성장해 총 1천179억 달러에 이를 것으로 예측하고 있다.

정부는 ‘인공지능 반도체 선도국가 도약·인공지능·종합반도체 강국 실현’을 비전으로, 2030년까지 ▲글로벌 시장 점유율 20% ▲혁신기업 20개 ▲고급인재 3천 명 양성을 위한 2대 추진전략과 6대 실행과제를 마련했다.

추진전략_퍼스트무버형 혁신 기술·인재 확보
인공지능 반도체 플래그십 프로젝트 추진으로 No.1 기술리더십을 확보한다. 세계 최고 수준의 인공지능 반도체 독자 개발로 글로벌 기술 리더십 확보를 위한 설계·소자·공정 기술혁신을 추진한다.

세계 1위 메모리 역량으로 신개념 PIM 반도체 초격차 기술에도 도전한다. 세계 1위 메모리 역량을 활용해 저장(메모리)과 연산(프로세서)을 통합한 PIM(Processing In Memory) 반도체 기술을 선점한다. 국내 상용·주력 공정과 연계한 가시적 성과 창출 차세대 메모리(신소자) 공정 기반 초격차 기술 확보를 목표로 단계적으로 추진한다.

국가 인공지능·데이터댐 인프라에 인공지능 반도체를 시범 도입·실증한다.

민·관의 인공지능·데이터 인프라 구축을 계기로 인공지능 반도체를 선제적으로 도입·확산해 초기시장 수요창출을 견인한다.

민‧관 협력을 통해 ‘광주 인공지능 클러스터’ 등 공공‧민간 분야 클라우드 데이터센터에서 국산 인공지능 반도체(서버용 NPU)를 시범 도입‧검증하고, 2022년까지 인공지능 반도체가 탑재된 ‘고성능 인공지능 서버’를 자립화한다.

국내 기업이 취약한 소프트웨어 분야 국가 R&D 및 기술애로 특화지원 프로그램을 내년 신설하고, 산‧학‧연 협력 연구와 인공지능 서비스 수요와 연계한 기술실증 지원도 확대한다.

민·관 공동투자, 선도대학 육성으로 ’고급인재 3천 명을 양성한다. 기업·정부가 1:1 투자하는 인공지능 반도체 아카데미 사업을 신설하고, 석·박사급 설계인력을 집중양성하는 선도대학을 육성한다.

인공지능 반도체 실습 인프라 및 재직자·학부생 대상 교육 프로그램 강화, 인공지능 반도체 설계 경연 등을 통해 인력저변도 확대한다.

혁신성장형 산업 생태계 활성화
1社 1Chip 프로젝트를 통해 수요 맞춤형 인공지능칩 50개를 출시한다.

‘1社 1Chip 프로젝트’, ‘인공지능 반도체 핫라인’ 및 ‘인공지능 칩 테스트베드’ 구축 등 全주기 수요-공급 신속통로를 구축·운영하고, ‘디지털 뉴딜 프로젝트’ 및 지능형 IoT 디바이스 개발 등 D.N.A 서비스 혁신과 연계해 선도적인 인공지능 반도체 시장을 창출한다.

기업간 연대·협력으로 인공지능 반도체 설계 역량 강화와 공정혁신밸리를 조성할 계획이다. 팹리스-IP기업의 공동 R&D(‘SoC-IP 패키지형’) 및 디자인하우스의 팹리스 협력(IP 설계, 공정최적화 등)을 지원하고, 국내 파운드리의 공정 개방 확대 및 IP의 호혜적 오픈도 제공한다.

세계 최고의 파운드리 경쟁력을 위해 인공지능 반도체 공정혁신 밸리를 조성하고, 첨단 공정장비·소재 기술을 개발한다.

정부는 인공지능 반도체 혁신기업 Scale-up 촉진을 위해 대규모 뉴딜펀드를 지원한다. 정책형 뉴딜펀드 투자 대상에 차세대 반도체를 포함하고 투자설명회를 통해 인공지능 반도체 산업 자금지원을 추진한다는 전략을 세워 둔 상태다.

이미 조성한 반도체 펀드(시스템반도체 상생펀드·성장펀드)를 활용해, 인공지능 반도체 기업의 R&D, M&A 등에 700억 원을 투자한다.

혁신기업 육성을 위해 '인공지능 반도체 혁신설계센터'를 신규 구축한다. 지난 6월 개소한 시스템반도체 설계지원센터의 제2캠퍼스로 시스템반도체의 인공지능化에 대응하는 인공지능 반도체 혁신설계센터를 조성한다.

신축하는 혁신설계센터는 인공지능 팹리스 전용 지원공간, 기술지원그룹, 전문교육프로그램 등을 신설해 인공지능 반도체 역량을 제고할 방침이다. 글로벌 기업이 보유한 역량을 국내 팹리스에 개방해 설계부터 생산까지 책임지는 창업지원체계도 구축한다.

이 외에도 민·관 협력 추진체계를 구축해 인공지능 반도체 산업 생태계를 집중 지원한다. '인공지능 반도체 산업 발전전략'의 차질 없는 이행 및 성과점검을 위해 정부와 산·학·연이 참여하는 '인공지능 반도체 산업 전략회의'를 구성‧운영한다.

성윤모 산업부 장관은 "인공지능 반도체는 4차 산업혁명, 포스트코로나 시대의 반도체 시장을 바꿀 게임 체인저이자 시스템반도체 분야의 핵심성장 엔진이며, 이것이 지난해 시스템반도체 비전과 전략 수립 1년만에 관계부처 합동으로 인공지능 반도체 전략을 수립한 이유"라고 설명했다.

성윤모 장관은 "지난 20년간 우리 수출과 경제성장의 견인차 역할을 해 온 반도체 산업 역량을 바탕으로, 메모리반도체 超격차를 유지하고 인공지능 반도체 新격차를 창출해 2030년 종합 반도체 강국을 실현하겠다"고 밝혔다.

최기영 과기정통부 장관은 "인공지능 반도체는 향후 인공지능 시대를 위한 데이터 댐 등 디지털 뉴딜의 핵심 인프라로, 우리의 강점을 바탕으로 민간과 정부가 협력한다면 세계 최고 수준으로 발전할 수 있는 유력 분야"라며, "정부의 선제적 투자로 경쟁력을 조기에 확보해 커져가는 세계시장에 도전하기 위해 이번 대책을 수립했다. 대형 R&D 및 인력양성 프로젝트, 디지털 뉴딜과 연계한 초기 수요창출 등 제반 정책과제들을 차질없이 시행해 세계 인공지능 반도체 선도국가를 만들겠다"고 밝혔다.
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