[IT동아 남시현 기자] 산업통상부(장관 김정관)가 국내 AI 반도체 기업들의 성장을 지원하고자 1조 원 규모의 K-온디바이스 AI 반도체 개발에 나선다. 산업통상부는 지난 11일 서울시 강남구 소재의 퓨리오사AI 사무실에서 ‘AI반도체 핵심기업 성장전략 간담회’를 개최했다. 이번 간담회는 정부가 국내 주요 AI 반도체 기업과 학계, 업계 전문가 등과 만나 글로벌 반도체 시장 동향 및 성장 전략을 확인하고, 시장 성장을 위한 지원 방안과 도입사례 확보 방안 등을 논의하기 위해 마련됐다.

김정관 산업통상부 장관은 “인공지능 시대에서 반도체는 산업 경쟁력과 국가 안보를 동시에 좌우하는 핵심 전략 자산”이라며, “수요기업과 팹리스, 파운드리, 지식재산(IP) 기업, 정부가 하나의 연합체로 움직일 때 비로소 글로벌 경쟁의 활로가 열린다”라고 말했다. 이어서 “정부는 선언이 아니라 정책과 예산, 제대를 통해 국내 AI 반도체 산업의 성장을 끝까지 뒷받침하겠다”라고 말했다.

반도체 시장 전환 국면, 정부가 주도하는 지원책 중요해져

2024년까지 글로벌 AI 반도체 시장의 추세가 AI 모델을 구축하는 학습(Training)이었다면, 2025년은 학습에서 추론(Inference)으로 시장의 무게중심이 이동하는 시기였다. 초기에는 빅테크 기업들을 중심으로 AI 모델을 구축하는 것이 중요했지만, 수익 창출을 위해 AI 모델을 가동하려면 추론용 반도체도 많이 필요하기 때문이다. 엔비디아는 학습과 추론 시장에서 모두 80% 이상의 시장 점유율을 가지고 있지만, 무게 중심이 이동하며 추론용 반도체에 집중하는 국내 AI 반도체 기업들도 숨통이 트이기 시작했다.

문제는 국내 AI 반도체 기업들이 이제 막 제품을 내놓은 상황임에도 수십 조 원의 자금을 지원받는 글로벌 AI 반도체 기업들과 경쟁해야 한다는 점이다. 게다가 하이퍼스케일러, HPC 기반의 해외 연구소 등에 제품을 도입하기 위해서는 성능지표 뿐만 아니라 제품 신뢰성, 하드웨어 및 소프트웨어 호환성, 전력 효율, 그리고 타 기관 및 서버 도입 사례까지 모두 갖춰야 입찰을 시작할 수 있다.

미국 국립표준기술연구소(NIST)나 유럽고성능컴퓨팅 공동사업단(EuroHPC)만 하더라도 칩의 성능뿐만 아니라 소프트웨어 개발 도구(SDK), 컴파일러 등 소프트웨어 스택의 안정성, 칩의 최적화 수준을 총 소유비용에 대한 실질적 검증까지 확인한다. 특히 총 소유비용은 실제 데이터센터에 대규모로 납품해 운영한 사례로만 계산할 수 있다. 미국 정부의 경우 판매 실적뿐만 아니라 도입 고객이 직접 작성한 성과 평가 리포트(CPARS)까지 요구할 정도다.

우리 정부는 국내 AI 반도체 업계의 어려움을 일찍부터 인지하고 2022년부터 ‘K-클라우드 프로젝트’를 통해 해외 정부가 요구하는 도입 사례를 만들고 있다. 아울러 국내 AI 반도체 및 제조산업 주요 기업들과 함께 ‘K-온디바이스 AI 반도체’를 투입하는 식으로 차근차근 도입 사례와 사업 실증 사례를 확보하려 한다.

향후 5년 간 1조 원 지원··· 시제품 제작부터 도입사례 확보 나서

산업통상부의 AI 반도체 산업 지원은 ▲ K-온디바이스 AI 반도체 공동 개발 및 상용화 사업 ▲ 2조 원 규모의 반도체 특별 회계 신설 및 투자펀드 조성 ▲ 비수도권 기반의 반도체 특성화 대학원 확충 ▲ 미들테크 반도체신설 및 투자펀드 조성 ▲ 비수도권 기반의 반도체 특성화 대학원 확충 ▲ 미들테크 반도체 지원으로 나뉜다. 또한 지난 1월 말 국회를 통과한 반도체 특별법(반도체산업 경쟁력 강화 및 지원에 관한 특별법)을 계기로 지원을 더욱 가속화하고 있다.

K-온디바이스 AI 반도체 공동 개발은 외산 AI 반도체 의존도가 높은 국내 주요 제조 기업과 주요 AI 반도체 기업이 컨소시엄을 구성해 상용화 사업을 추진한다. 해당 프로젝트에 향후 5년 간 1조 원이 투자되며, 3월부터 바로 사업을 시작한다. 국내 주요 제조기업들이 국산 AI 반도체를 도입해 발생하는 성과는 향후 반도체 수출로 이어질 수 있다. 아울러 국산 NPU의 공공 부문 활용 확대 방안도 마련한다.

또한 국내 팹리스 기업들의 파운드리 접근성을 끌어올려 첨단 공정의 시제품 제작 지원을 강화하고, 민관이 합동으로 4조 5000억 원 규모의 12인치 40nm(나노미터) 상생 파운드리를 구축해 국내 팹리스 개발 및 상용화를 지원한다. 40nm 파운드리는 스마트폰, AI 가속기 등 첨단 반도체보다는 가전제품이나 산업용 기기, 디스플레이 구동 칩, 자동차용 칩 등 미들테크에 적합한 공정이다.

이번 계획은 지난해 9월 출범한 제조 AX 얼라이언스(M.AX 얼라이언스)와 국내 AI 반도체 산업을 연계해 연구개발-실증-양산-시장 확산까지 진행하도록 만드는 데 있으며, 올해 1분기부터 정책 패키지로 운영된다.

전 세계로 번진 반도체 전쟁, 우리 정부도 박차 가해야

첨단 산업은 초기 진입 장벽이 매우 높다. 반도체 라인을 하나 만드는데만 수십조 원이 투입되며 민간 기업이 이 모든 자금을 확보하고 판로를 개척하기는 어렵다. 이는 비단 국내 기업뿐만 아니라 거의 모든 국가에서 첨단 산업을 시작하는 경우에 해당된다. 미국만 하더라도 미국의 AI 행동 계획(America’s AI Action Plan)을 수립하고 올해에만 660억 달러(약 95조 원)의 연간 예산을 편성한 상태며, 일본도 연간 11조 원을 직접 보조금으로 지원하는 등 막대한 보조금과 직접 지원을 아끼지 않고 있다.

우리나라의 지원은 연구개발 등에 대한 간접 지원이나 금융 패키지 형태로 제공되며, 금액 자체도 크지 않다. 다른 산업에 비해 투자 금액이 커 보일 수 있지만 글로벌 반도체 산업 규모에서는 적은 금액을 가능한 효과적으로 사용하고자 노력하는 모습이다.

퓨리오사AI는 현재 2세대 AI 반도체 RNGD 4000장을 인도받고 본격적인 상업화를 시작했으며, 리벨리온 역시 리벨 쿼드 칩을 공식 출시하고 글로벌 시장 공략에 나서고 있다. 하이퍼엑셀은 올해 상반기 중 LLM 추론 특화 AI 반도체인 베르다(Bertha) LPU를 글로벌 시장에 공개할 예정이다. 모빌린트와 딥엑스는 온프레미스 및 온디바이스 AI 시장 공략을 목표로 해외 기업들과 협업해 제품화를 진행 중이다.

각각의 기업들이 지난해 사업화 채비를 끝내고 올해 본격적인 판매를 시작했으며, 이번 산업통상부의 지원도 이들의 판로개척과 도입사례 확보에 초점을 맞춘다. 모든 국산 AI 반도체 기업들이 각자의 영역에서 높은 성과를 거뒀으면 하는 바람이다.

IT동아 남시현 기자 (sh@itdonga.com)