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[애플경제 김예지 기자] 국내 반도체 산업이 고대역폭 메모리(HBM)와 AI 반도체 기술을 중심으로 글로벌 경쟁력 강화에 본격적으로 나서고 있다.

메모리 중심 구조에서 시스템 반도체와 연산 중심 생태계로 재편이 이루어지면서, 기업과 정부, 학계가 함께 산업 전반의 경쟁력을 끌어올리기 위한 전략에 속도를 내고 있다. 특히 수출 회복세와 함께, 고성능 패키징 기술과 AI 응용 반도체 개발이 주요 축으로 부상하고 있다.

AI SoC와 센서·통신 기술로 확장하는 국내 반도체 시장

‘2025 디지털 유통·물류 대전’(STD 2025)에서는 AI SoC, 센서, 통신 칩셋 등 국내 기술 기반의 제품들이 대거 공개됐다.

박람회에 참가한 차세대지능형반도체사업단은 총 10개 과제의 기술 성과를 전시하며, 국내 팹리스와 연구기관들이 개발한 AI 반도체 SoC, 영상 처리용 칩, 디지털 PCR 센서 등 AI 시대를 겨냥한 독자 기술들을 공개했다.

각 기술은 인공지능의 연산 효율을 높이거나, 센서와 연계된 실시간 데이터 처리를 가능하게 해 스마트헬스, 자율주행, 스마트팩토리 등 다양한 산업 분야에 접목이 가능하다.

한국전자기술연구원은 광·전 SoC를 통해 최대 50Gbps 속도의 고속 통신이 가능한 칩을 선보였고, 국내 기업 수퍼게이트는 RISC-V 기반 차량용 인포테인먼트 SoC를 전시해 SDV(소프트웨어 정의 차량) 분야 대응력을 강조했다.

또한 가온칩스와 텔레칩스는 저전력·고성능 차량용 SoC를 바탕으로 자율주행 및 전장 부품 시장 진출을 준비 중이다.

센서 분야에선 옵토레인과 비트리가 공동 개발한 SPAD 센서를 기반으로 한 세포 분석용 플랫폼이 주목을 받았다. 실시간 라이브셀 이미징이 가능해 정밀 의약, CAR-T 치료제 개발 등에 적용 가능하다.

텔트론은 24GHz 레이더 SoC로 비접촉 생체 신호 감지 기술을 선보였으며, 건설 안전 및 헬스케어 분야로 활용 범위를 넓히고 있다.

엣지 디바이스와 산업별 특화 AI SoC 기술도 빠르게 진화하고 있다. 디퍼아이는 드론 및 자율주행 로봇용 멀티모달 AI SoC를 통해 영상·음성·센서 데이터를 통합 처리하는 구조를 제시했다. 구조 단순화와 모듈화 설계로 비용 절감과 호환성 확대를 모두 꾀하고 있다.

브레인소프트는 AI 보청기, 군 장비 등에 적용 가능한 음성 특화 SoC를 선보였으며, 실시간 음성 개선 기능을 통해 잡음 환경에서도 명료한 음성 인식이 가능하도록 했다.

영상 보안 분야에선 객체 검출과 추적이 가능한 저전력 영상 처리 SoC가 실용성을 인정받았다.

글로벌 수출 회복…국내 기업, HBM과 AI 반도체 기술 힘준다

산업통상자원부 발표에 따르면 5월 반도체 수출이 21.2% 증가하며 역대 최고치를 기록했다. 이는 HBM과 DDR5에 대한 글로벌 수요가 지속 증가하고 있는 데 따른 것으로, 미국, 대만 등의 IT 기업이 고성능 메모리를 적극 도입하고 있는 영향이다.

SK하이닉스는 청주 공장에 새로운 TC 본더 장비를 도입했으며, 한미반도체뿐 아니라 한화세미텍과도 협력을 확대해 생산 능력을 강화하고 있다.

삼성전자는 천안 패키징 캠퍼스에서 펨토초 레이저 기반 절단 장비를 도입해 고집적 HBM3E 생산 안정성을 확보했으며, AMD의 MI350 시리즈에 해당 제품이 탑재되며 기술력을 입증했다. 두 회사는 HBM 개발 및 생산 역량 강화는 물론, AI 반도체 설계와 패키징 기술 고도화에도 힘을 쏟고 있다.

정부와 학계, 인재 양성 및 생태계 지원 강화

정부도 산업 전환에 맞춰 인재 양성과 생태계 기반 강화에 적극 나서고 있다. 과학기술정보통신부는 AI 반도체 선도 기술 인재 양성 사업을 진행 중이다.

성균관대, 연세대 등 주요 대학을 중심으로 석·박사급 핵심 인력을 육성하고 있다. NPU, 인메모리 컴퓨팅, SoC 설계 등 기술 수요가 높은 분야를 중심으로 산학 협력 기반 교육이 진행되고 있으며, 현장 실무를 반영한 커리큘럼으로 기업 인력 채용 수요도 충족시키고 있다.

이와 함께 기업·연구소 간 공동 연구와 기술 사업화도 가속화되고 있다. 팹리스 기업들은 국내에서 확보한 기술력을 기반으로 글로벌 시장 진출을 시도하고 있으며, 생산 장비 국산화와 공급망 안정성 확보를 위한 민간 주도의 연합 모델도 논의되고 있다.