주요 AI기능 수행‧저전력으로 대규모 데이터 연산…“개발 경쟁도 치열”
인공지능이 발달하면서 인공지능 반도체가 미래 첨단산업의 핵심적 부품이 될 것이란 전망이다.
이는 기존 반도체 시장은 물론, 각종 주요 산업에서도 제품의 경쟁 우위를 확보하기 위해 필수적인 소재로 자리잡을 것으로 보고 있다.
그래서 “해외에선 인공지능 반도체가 활용될 핵심 분야의 시장을 초기에 선점하기 위해서 기존 글로벌 반도체 기업은 물론 반도체 수요기업들도 인공지능 반도체 개발에 전력을 쏟고 있다”는게 정보통신정책연구원 AI전략센터의 전망이다.
인공지능 반도체 관련 벨류체인의 ‘플랫폼화’가 필수
최근 이와 관련된 연구결과를 내놓은 AI전략센터 이영종 부연구위원 등은 “인공지능 반도체는 서버, 소비자 디바이스, 자동차, 산업 IoT 등 다양한 분야에서 탑재되어 인공지능 기술과 융합하여 새로운 시장을 창출할 것으로 기대된다”며 “모든 인공지능 반도체와 관련한 벨류체인을 플랫폼화하는 방안 등 관련 생태계를 강화하기 위해 노력해야 한다”고 주문했다.
이에 따르면 이미 반도체 산업에서는 인공지능·데이터 생태계의 혁신과 미래 반도체 신시장 주도권 확보를 위해 인공지능 반도체에 대한 지속적인 투자가 진행되고 있다.
그러므로 수요기업과 공급기업을 매칭하고 설계, 제조, 패키징을 효과적으로 조합, 협력하는 방안으로 인공지능 반도체 플랫폼을 구축할 필요가 있다.
인공지능 반도체는 데이터의 학습·추론 등 인공지능의 주요한 기능을 수행하며 저전력으로 대규모 데이터 연산이 가능한 부품이다. 이미 인공지능 반도체는 GPU, FPGA, ASIC 등 기존 반도체 기술에 의해 발전하고 있고 소비자 수요별로 다양한 종류의 인공지능 반도체 개발이 이루어지고 있다.
그래서 국내 기업들도 인공지능 반도체 활용 분야별 특성에 대한 이해와 준비가 필요하다는 주문이다.
소비자 엣지 디바이스에서 활용토록 해야
즉, AI 알고리즘이 실제 사용자들의 엣지 디바이스인 소비자용 전자제품 및 스마트폰에서 활용될 수 있도록 하는게 중요하다.
가전, TV, 피처폰, 스마트폰, 스마트워치·밴드, 멀티미디어 기기, 가정용 AR.VR 등에 AI를 지원하는 AP, MCU 형태로 탑재하는 방식이 대표적이다.
그 과정에서 이미지 처리, 생채인식, 증강현실 등의 구현을 위해 NPU가 블록 단위(IP)로 탑재된 AP 개발 경쟁도 날로 심해지고 있다. 일반 가전제품에 탑재되어 인공지능을 구현하기 위한 MCU 개발 경쟁도 치열하다.
서버와 자동차 분야에서도 필수
서버 분야에선 데이터 처리용 컴퓨팅·스토리지에 활용되어 데이터센터·연결노드 서버에 탑재되어 데이터 처리 용량과 속도를 대폭 개선하는 학습용으로 활용되고 있다.
데이터센터 서버, 중소형 서버, 저장장치, PC, 노트북 등에 연산을 담당하는 GPGPU, TPU, IPU 형태로 탑재되고 있다. 또 안전하고 편리한 운전 환경을 구축하는 AI 알고리즘이 자동차에서 활용될 수 있도록 지원하고 있다.
즉 자동차 안전, 자율주행, 정보, 바디 등 자동차 주요 기능과 관련된 전장(전기, 전자)부품 영역에 활용되고 있다.
첨단 운전자 보조 시스템(ADAS), 인포테인먼트시스템(IVI), 영상·사물을 인식 및 분석하는 비전(vision) 컴퓨팅 시스템 등에서 적용되는 인공지능 반도체 개발이 강화되고 있다.
사물인터넷(IoT)에도 인공지능 반도체는 필수적이다. 제한된 크기와 자원 속에서 충분한 연산능력을 바탕으로 AI 알고리즘을 지원하기 위해 산업용 장비·디바이스에 탑재하고 있다.
장비·설비에 센서, 컨트롤러와 통합되어 IoT 형태로 탑재되며, 산업용 특수영역에 특화된 인공지능 반도체 개발이 이뤄지고 있다. 스마트팩토리, 의료장비, 보안 및 에너지 장비, 측정 및 테스트 장비, 농기계 등에 탑재되고 있다. 이 경우는 대체로 특정한 용도에 맞춰 주문 제작되며, 빠른 속도와 높은 에너지 효율 등이 요구되는 사례가 많다.
IoT분야에도 중요…정부․업계 ‘1社 1 Chip 프로젝트’ 등 박차
한편 연구원은 “인공지능 반도체 산업이 국가 전략산업으로서 장기간 안정적인 경쟁력을 확보하기 위해서는 생태계 전반의 역량 강화와 연계가 중요하다”고 조언했다.
세계 인공지능 반도체 시장에서 주도권을 갖기 위해서 몇몇 주요 반도체 기업이 기술, 사업 측면에서 괄목할만한 성과를 이루는 것 이상으로 중요하다는 지적이다. 정부와 업계도 최근 ‘1社 1 Chip 프로젝트’를 통해 2030년까지 수요 맞춤형 인공지능칩 50개를 출시한다는 계획이다.
또 기업간 연대·협력으로 인공지능 반도체 설계 역량을 강화하고, 공정혁신밸리를 조성하기로 했다. 인공지능 반도체 혁신기업의 규모와 역량을 키우기 위해 대규모 뉴딜펀드를 지원하고, 혁신기업 육성을 위한 “인공지능 반도체 혁신설계센터”를 새로 구축키로 해 결과가 주목된다.