AI 반도체 열풍에 삼성, 하이닉스, 정부 가세

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글로벌 경기 침체 여파로 반도체 시장의 침체가 우려되는 가운데, '챗 GPT'의 열풍으로 AI반도체 수요의 증가가 예상된다. 

 

삼성과 하이닉스는 AI에 특화된 고성능·고용량 메모리 개발에 속도를 내고 있다. 정부도 AI 반도체 기술 개발 국가사업과 인력 양성, 초기 수요 확대를 위한 클라우드 접목 대책 등을 발표하며 기술개발을 지원하고 있다. 

 

현재 AI 분야에서 주로 사용되는 반도체는 데이터를 한 번에 대량으로 처리하는 ‘병렬 처리’ 방식의 그래픽처리장치(GPU)다. GPU 시장에서 80% 이상의 점유율을 차지하는 것은 엔비디아다. GPU에는 고대역폭 메모리(HBM)를 비롯한 D램이 대거 탑재된다.

하지만 GPU는 중앙처리장치(CPU) 간의 성능 차이로 인해 병목 현상이 발생할 수 있다. 아무리 GPU가 빨리 계산을 끝마쳐도 CPU의 연산을 마무리해야 출력이 가능하기에 전체적인 성능 제한이 올 수 있다는 의미다.

 

데이터 저장을 주 역할로 하던 메모리 반도체에 연산장치를 심는 AI 반도체에 대한 필요성이 제기되고 있다. AI 반도체는 메모리 내부에서 직접 AI 연산이 가능해 속도가 빨라지고 에너지 소모가 적다는 장점을 가지고 있다.

 

정부는 기존 AI 반도체 사업을 종합해, 오는 2030년까지 AI 반도체 연구개발(R&D)에 총 8262억원을 투자하기로 했다. 또 과기정통부는 차세대 지능형 반도체 기술 개발 및 핌(PIM) 인공지능 반도체 핵심 기술 개발 사업을 추진 중이다.

 

과기정통부의 '국산 AI 반도체를 활용한 K-클라우드 추진방안' 개념도 /과기정통부 제공

우선 정부는 올해 국산 신경망처리장치(NPU)를 고도화해 데이터센터에 적용하기로 했다. 반도체는 데이터센터의 성능 강화를 위한 핵심 요소인데, 실제로 아마존(AWS) 등 글로벌 클라우드 기업은 자사 전용 AI 반도체를 적극 개발·적용함으로써 비용 절감에 나서고 있다.

 

2026년부터 2028년까지는 디램(DRAM) 기반의 상용 PIM과 국산 NPU를 접합해 외산 그래픽처리장치(GPU)급 성능을 저전력으로 구현하기로 했다.

 

정부는 민관 협력을 위해 ‘K-클라우드 얼라이언스’도 구성했다. 지난 9월에 출범한 ‘AI 반도체 스케일업 네트워크’를 확대 개편해 사피온·퓨리오사AI·리벨리온 등의 AI 반도체 기업은 물론 NHN·KT·네이버 등 클라우드 기업과 정부·연구기관 등 40여개 기관이 참여하고 있다.