AI 반도체, '30년까지 제2의 D램으로 육성
2030년까지 AI 반도체 시장점유율 20%,
혁신기업 20개, 고급인재 3천 명 달성


메모리반도체 경쟁력을 기반으로 AI 전용 반도체 강국 도약을 위한 발판이 마련된다.

정부는 12일, 경기도 성남시 소재 시스템반도체 설계지원센터에서 제13회 과학기술관계장관회의를 열고, AI 반도체 산업 발전전략을 발표했다.

AI 반도체는 데이터 기반 AI 생태계 기반이자 시스템반도체 차세대 성장동력으로 꼽히며, AI 반도체 시장은 지배적 강자가 없는 초기 단계에 머물러 있다.

정부는 세계 최고의 메모리반도체 제조 역량 등 국내만의 강점을 기반으로 AI 반도체를 집중하여 육성하기 위해 이번 전략을 세웠다.


AI 반도체란?
AI 반도체는 학습, 추론 등 AI 서비스 구현에 필요한 대규모 연산을 고성능, 고효율로 처리하는 반도체다.

1세대를 CPU와 GPU의 혼용, 2세대를 NPU(Neural Processing Unit), 3세대를 뉴로모픽으로 정의할 수 있는데, 현재 전(全) 세대의 AI 반도체 연구가 진행 중이다.

AI 반도체는 서버, 모바일, 자동차, 가전 등 다양한 산업 분야와 융합하여 새로운 시장을 창출할 것으로 기대된다. 자체적인 시장규모도 올해부터 2030년까지 향후 10년간 6배 성장하여 총 1,179억 달러에 이를 전망이다.

정부는 2030년까지 ▲세계시장 점유율 20% ▲혁신기업 20개 ▲고급인재 3,000명 양성을 위해 2대 추진전략을 마련했다.


전략 첫 번째, AI 반도체 기술 및 인재 확보
먼저 정부는 올해부터 현재의 △400W 19.5TFLOPS(1초당 1,000조 번 연산) 수준의 데이터센터용 NPU △CMOS 소자 △14nm급 미세공정 및 장비를 넘어선 ▲60W 200TFLOPS 수준의 NPU ▲CMOS+ 소자 ▲3nm급 공정 및 장비의 개발을 추진한다. 또한, 레벨 4 자율주행용 NPU 개발도 내년부터 추진된다.

다음으로 저장(메모리)과 연산(프로세서)을 통합한 PIM(Processing In Memory) 반도체 산업 생태계를 구축하고 확산하는 ‘BIG 프로젝트’를 내년부터 추진한다. 2024년까지는 국내 DRAM 공정 기반의, 이후로는 RRAM, MRAM, PRAM 공정 기반의 PIM 반도체를 개발할 계획이다.

마지막으로 기업과 정부가 1:1 투자하는 AI 반도체 아카데미 사업을 신설하고, 10년간 석박사급 설계인력 3,000명을 양성하는 선도대학을 올해부터 육성한다. AI 반도체 실습 기반, 재직자와 학부생 대상 교육 프로그램 강화는 물론, AI 반도체 설계 경연 등을 통해 인력저변도 확대한다.


전략 두 번째, AI 반도체 산업 생태계 활성화
일단 1사 1칩(Chip) 프로젝트, AI 반도체 핫라인, AI 칩 테스트베드 구축이 이뤄질 예정이다. 이를 통해 정부는 2030년까지 수요 맞춤형 AI 반도체 50개가 출시될 수 있도록 지원한다.

그리고 AI 반도체를 설계하고 생산하고 조립·검사하는 IP, 팹리스, 디자인하우스, 파운드리 기업간의 연대와 협력을 지원한다. 이를 위해 경기도 평택, 용인 등에 AI 반도체 공정혁신 밸리를 조성할 방침이다. AI 반도체 혁신기업을 육성하기 위해 AI 반도체 혁신설계센터를 경기도 성남에 조성할 계획이다.

추가로 AI 반도체 혁신기업의 스케일업(Scale-up)을 촉진하기 위해 정책형 뉴딜펀드 투자 대상에 차세대 반도체를 포함하고 투자설명회를 통해 AI 반도체 산업 자금 지원을 추진한다. 또한, 이미 조성된 반도체 펀드를 활용하여 AI 반도체 기업의 R&D, M&A 등에 700억원을 투자할 방침이다.


AI 반도체 산업 전략회의 신설된다
이번 전략의 이행과 점검을 위해 과기정통부와 산업부의 장관을 공동 위원장으로 하는 AI 반도체 산업 전략회의가 운영될 계획이다. 산하에는 시스템반도체 융합얼라이언스와 지능형반도체 포럼을 두며, 각각 주요 분야 수요연계, 산학연 기술협력 강화 등을 추진한다.

최기영 과기정통부 장관은 “AI 반도체 시장에서의 경쟁력을 조기에 확보하기 위해 이번 대책을 수립했다”라며, “대형 기술·인재 육성 프로젝트, 디지털 뉴딜과 연계한 초기 수요 창출 등을 차질 없이 진행할 것이다”라고 말했다.

성윤모 산업부 장관은 “AI 반도체는 포스트 코로나 시대의 반도체 시장을 바꿀 주요 매개체이자 시스템반도체 분야의 핵심성장 엔진이다”라며, “메모리반도체 초(超)격차를 유지하고 AI 반도체 신(新)격차를 창출하여 2030년 종합 반도체 강국을 실현하겠다”라고 포부를 밝혔다.