인간 뇌 역할… 4차 산업혁명 중심 부상AI 반도체, 데이터 학습·추론 등 핵심 연산 수행美-中, M&A 및 투자 통해 시장 속속 진입韓, AI 반도체 선도국가 도약 비전 목표
  • ▲ SK텔레콤의 AI 반도체 'SAPEON(사피온) X220'ⓒSK텔레콤
    ▲ SK텔레콤의 AI 반도체 'SAPEON(사피온) X220'ⓒSK텔레콤
    전통 제조업이 중심인 국내 산업지형도가 빠르게 바뀌고 있다. 지난 2년간 이어진 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)으로 유례없이 악화된 국내외 경제와 4차 산업혁명이 도래하면서 변화의 물결을 이끌고 있다. 글로벌 국가들에 나타나고 있는 저출산·고령화, 환경 등 사회 문제에 대한 고민은 기폭제 역할을 하는 상황이다. 이런 움직임을 주도하고 있는 것은 인공지능(AI)과 로봇이다. 불과 몇 년 전만 해도 유망기술에 불과했지만 기술 진화가 빠르게 이뤄지면서 이제는 우리 삶의 일부분으로 자리잡고 있다. 국내 기업들의 발걸음도 분주하다. 산업 패러다임이 바뀔 때 투자를 집중해 신시장 선점 기회를 놓치지 않겠다는 각오다. 자칫 경쟁에서 밀릴 경우 미래 생존이 불확실하다는 위기감 때문이다. 이에 혁신 기업으로 대변되는 전자업계의 미래 준비에 노력을 들여다봤다.[편집자주]

    “똑똑한 로봇 한 대가 하루 생산량의 10배를 할 수 있다. 그런 기계들은 노동력을 혁신할 수 있는 잠재력을 갖게 될 것이다.”

    'AI(인공지능) 전도사'로 통하는 손정의 일본 소프트뱅크 회장이 지난 9월 진행된 ‘소프트뱅크 월드 2021’ 기조연설에서 언급한 내용이다. 그러면서 손 회장은 AI 로봇을 일본 경제 부활의 열쇠라고 표현했다. AI와 로봇 산업의 경쟁력이 빠르게 성장하고 있다는 것을 짐작케 하는 대목이다. 

    4차 산업혁명 시대를 맞아 AI를 갖춘 스마트 로봇이 국내외 산업계 및 국민 생활 전반에 필수 수단으로 주목받고 있다. 기존에 로봇은 정해진 동작만 반복한 것과 달리 AI 진화로 상황을 스스로 인식해 산업 현장에서 사람을 대신하는 역할을 한다. 로봇이 물류, 서비스, 제조 등에서 사람을 대신할 날이 머지않았다는 미래 예측도 속속 나오고 있다. 

    코로나 펜데믹으로 인해 확산된 비대면 활동 증가는 로봇이 우리 삶에 기숙하게 들어올 수 있는 계기가 됐다. 기업들은 생산유통 전과정에 자동화설비 전환을 가속화하고 있으며 스마트물류 및 새로운 로복기술에 대한 관심도 높아지고 있다.  

    시장조사업체 모르도르 인텔리전스에 따르면 전 세계 로봇시장 규모는 2020년 277억 달러에서 2026년 741억 달러로 연평균 17.% 성장이 예상됐다.

    로버트 쉬크 현대차증권 연구원은 “지난해 이후 소독·물류·배달 로봇에 대한 수요가 폭발적으로 증가하며 기업들이 로봇 공학으로 눈을 돌리고 있다”며 “현재 로봇 시장은 PC·스마트폰 분의 시작과 비슷한 단계로 5G 및 AI 칩세트의 발전이 전문 서비스 로봇 시장의 성장을 더욱 견인할 것”이라고 짚었다.

    그러나 이런 성장 기반에는 반도체 진화가 핵심이다. 4차 산업 혁명에서 IT와 디지털(digital) 산업의 중심이 되는 반도체는 인간에게 있어서 뇌와 같은 역할을 하기 때문이다. 사물인터넷-빅테이터-인공지능 등의 이름으로 알려진 4차 산업혁명은 1차에서 3차까지 산업혁명이 가져다준 자유보다 더 많은 혜택을 우리에게 줄 것으로 예상된다.

    '사물인터넷'은 디지털 정보를 수집하는 방식에 관한 것이고 '빅데이터'는 수집된 디지털 정보 그 자체고 '인공지능'은 빅데이터에 보관된 디지털 정보를 처리하는 능력을 갖춘 기계를 말한다. 4차 산업혁명에서 반도체가 없다면 사물인터넷-빅테이터-인공지능으로 이어지는 모든 과정이 불가능하다. 

    이에 따라 AI 반도체 역시 향후 반도체 시장을 주도할 아이템으로 부상하며 글로벌 기술 패권 경쟁도 활발하다. AI 반도체는 데이터 학습·추론 등 인공지능의 핵심 연산을 수행하는 시스템반도체로 모바일·자동차·가전 등 다양한 산업 분야와 융합해 새로운 시장을 창출할 것으로 예상되는 시장이다. 

    자율주행차 및 사물인터넷(IoT), 스마트 기기 등에 AI 기술 적용이 빠르게 이뤄지면서 글로벌 시장도 급성장하고 있다. AI 반도체 시장은 2030년 1179억달러 규모로 현재보다 17배 가까이 불어날 것으로 예상된다. 

    미국 반도체 기업인 AMD와 그래픽처리장치(GPU) 기업 엔비디아는 AI 사업 역량 강화를 위해 인수합병을 노리고 있다. AMD는 자일링스(Xilinx) 인수 절차를 진행 중이다. 자일링스는 AI칩 제작에 중요한 FPGA 반도체 분야 선두업체로 급성장중인 데이터센터용 서버칩과 5G 통신 기지국칩 시장을 주도하고 있다. 

    AMD는 PC와 게임용 콘솔 등에 사용하는 반도체를 생산하는 기업이다. 최근에는 프로세서 분야의 최강자인 인텔의 경쟁 상대로 부상하고 있다. AMD가 자일링스를 인수에 성공할 경우 인텔을 상대과의 경쟁에서도 경쟁력을 갖는 것은 물론 4차산업에 선제적으로 대응이 가능할 것으로 관측된다. 엔비디아도 영국 반도체 개발 기업 ARM(암홀딩스) 인수를 추진중이다.

    삼성전자는 AI엔진을 탑재한 메모리 반도체를 개발하고 제품군을 확대했다. 삼성전자는 메모리와 시스템반도체의 융복합화를 주도하며, 다양한 글로벌 기업들과 협력을 통해 차세대 메모리 반도체 생태계를 빠르게 확대해 나간다는 계획이다.

    SK그룹은 SK텔레콤(SKT)와 SK하이닉스를 통해 인공지능(AI) 반도체 시장 진출에 나서고 있다. SK텔레콤은 지난해 11월 자체 개발한 데이터 센터용 AI 반도체 '사피온 X220'을 공개했다. 또한 SK는 2022년 AI 반도체 전문 팹리스도 설립해 시스템반도체 설계, 생산 전반에 힘을 싣는다는 계획이다.

    이와 함께 글로벌 국가들도 반도체 경쟁 우위 확보를 위해 본격적으로 뛰어들고 있다. 미국은 반도체 신기술 개발에 나서고 있고 중국 역시 기술 확보에 천문학적인 재정을 투입하고 있는 상황이다. 

    우리나라는 'AI 반도체 선도국가 도약으로 AI·종합반도체 강국 실현'이라는 비전을 세우고 2030년까지 글로벌 시장 점유율 20%, 혁신기업 20개, 고급인재 3000명을 양성하겠다는 목표다.

    우선 AI 반도체 플래그십 프로젝트를 추진해 기술리더십을 확보한다는 계획이다. 이를 위해 글로벌 시장에서 경쟁할 수 있는 서버·모바일·엣지 분야의 혁신적 NPU(신경망처리장치), 미래 신소자, 미세공정 및 장비를 개발한다. 이와 함께 신소자, 혁신적 설계 기술 등을 융합한 초고성능·초저전력 '차세대 AI 반도체'를 2029년까지 개발한다는 방침이다.