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"제2의 D램으로 키운다"…정부, AI반도체 발전전략 발표

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  • 조성훈 기자
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  • 2020.10.12 16:40
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정세균 국무총리가 12일 오후 경기도 성남시 수정구 시스템반도체 설계지원센터를 방문해신동주 모빌린트 대표이사로부터 AI반도체 설계기업(Edge용) 소개 설명을 듣고 있다. 왼쪽부터 최기영 과기정통부 장관, 성윤모 산업부장관, 정세균 국무총리. /사진=과기정통부
정세균 국무총리가 12일 오후 경기도 성남시 수정구 시스템반도체 설계지원센터를 방문해신동주 모빌린트 대표이사로부터 AI반도체 설계기업(Edge용) 소개 설명을 듣고 있다. 왼쪽부터 최기영 과기정통부 장관, 성윤모 산업부장관, 정세균 국무총리. /사진=과기정통부
AI반도체는 데이터댐으로 수집가공된 데이터를 AI가 학습하고 서비스하기 위한 핵심 인프라다. /사진=과기정통부
AI반도체는 데이터댐으로 수집가공된 데이터를 AI가 학습하고 서비스하기 위한 핵심 인프라다. /사진=과기정통부

정부가 2030년까지 인공지능(AI) 반도체를 ‘제2의 D램’으로 키운다. 그 때까지 AI 반도체 시장 점유율을 20%까지 끌어올리고 혁신기업 20개, 고급인재 3000명을 확보한 AI반도체 선도국으로 도약하겠다는 각오다.

정부는 12일 경기 성남 판교소재 시스템반도체 설계지원센터에서 정세균 국무총리 주재로 ‘제13회 과학기술관계장관회의’를 열고 이같은 내용의 ‘AI반도체 산업 발전전략’을 관계부처 합동으로 발표했다. AI 반도체는 첨단 시스템반도체의 하나로 학습·추론 등 AI 서비스 구현에 필요한 대규모 연산을 높은 성능과 전력효율로 실행하는 반도체를 말한다. 최근 4차산업혁명과 비대면 경제가 가속화함에 따라 AI·데이터 생태계의 핵심기반이자 차세대 성장동력으로 전세계 각국과 기업이 치열한 기술개발 경쟁을 벌이고 있다.

이번에 발표한 AI 반도체 산업 발전전략은 정부가 지난해 12월 발표한 AI 반도체 개발 전략(AI 국가전략)의 구체적인 목표와 실행방안을 담았다. 정부는 지난해 12월 차세대 AI반도체 개발에 향후 10년간 1조원을 투자하겠다는 청사진을 제시한 바 있다.
AI반도체 산업 발전전략 청사진/사진=과기정통부
AI반도체 산업 발전전략 청사진/사진=과기정통부
자료=과기정통부
자료=과기정통부


2030년엔 AI반도체 퍼스트무버...뉴로모픽, PIM 반도체 개발로 글로벌 시장 주도 목표



정부는 먼저 과기정통부 주도 ‘AI 반도체 플래그십(선도) 프로젝트’로 기술 리더십을 확보하기로 했다. 2024년까지 글로벌 제품과 경쟁할 수 있는 혁신적 NPU(신경망처리장치)를 독자 개발하고 2029년까지 신소자와 미세공정을 개발하는 것이 골자다. 현재 19.5 TFLOPS(테라플롭스, 1초당 1조번 부동소수점 연산)에 전력소모는 400W수준인 NPU를 200 TFLOPS, 60W로 개선하고, 미세공정의 경우 현재 14nm(나노미터)를 3nm까지 줄이겠다는 것이다. 이를 토대로 2029년까지 NPU를 넘어서는 3세대 ‘뉴로모픽 AI반도체’ 기술개발에 도전한다. 이는 신소자와 신설계로 집적도, 전력효율을 획기적으로 향상한 프로세서인데 1PFLOPS(페타플롭스, 1초당 1000조번의 연산성능)와 1mW(마이크로와트) 초저전력 소모가 목표다. AI반도체 분야 ‘퍼스트 무버’(선도자)가 되겠다는 뜻이다.
"제2의 D램으로 키운다"…정부, AI반도체 발전전략 발표


세계 1위 메모리 반도체 역량을 활용해 메모리와 연산을 통합한 신개념의 PIM(Processing In Memory) 반도체 기술개발에도 나선다. PIM은 AI 연산을 위해 프로세서와 메모리 반도체간 데이터를 주고받는 과정에서 발생하는 병목현상이나 전력소모를 최소화하기 위해 프로세서와 메모리반도체를 통합하는 기술로 초고성능, 저전력 AI반도체 개발이 가능한 구조다. 정부는 내년부터 2024년까지 선도사업과 이후 2029년까지 PIM 인공지능 반도체 예타사업을 추진키로 했다.



공공 컴퓨팅 인프라, SKT·네이버 데이터센터에 서버용 NPU 실증지원


실증을 위해 민관의 데이터센터 AI 인프라에 AI반도체가 시범도입된다. 우선 광주 AI클러스터 데이터센터를 시작으로 2023년 구축할 국가초고성능컴퓨팅센터의 슈퍼컴 6호기에 서버용 NPU를 시범 도입하고 2022년까지 AI반도체가 탑재된 고성능 AI 서버를 자립화할 방침이다. 아울러 올 하반기 SK텔레콤 데이터센터에, 또 네이버가 2022년 건립하는 제2 데이터센터에도 시범 도입해된다. 인재 양성 계획과 관련, 삼성전자와 SK하이닉스 등 기업과 정부가 1대 1 매칭 투자하는 ‘AI반도체 아카데미’를 신설해 핵심기술개발과 고급인력양성, 취업연계를 꾀한다. 또 석 박사급 설계인력을 집중 양성하는 선도대학도 올해부터 육성한다. AI 반도체 상용화에 필수적이나 국내기업이 취약한 반도체 최적화 관련 소프트웨어(SW) 역량 강화 및 생태계 조성을 위한 국가 연구개발(R&D) 사업도 추진한다.


1사 1칩 프로젝트로 수요기업 연계한 AI칩 50개 출시...생태계 활성화 추진



산업자원부와 함께 AI 반도체관련 산업 생태계 활성화 계획에도 착수한다. 이른바 ‘1사 1칩’ 프로젝트를 통해 2030년까지 모바일과 자동차 등 각 분야의 수요 맞춤형 AI칩 50개를 출시하는 계획이 눈에 띈다. 수요기업과 팹리스(설계회사)를 연계해 수요기업 전용 AI반도체 연구개발과 시제품 생산을 지원하는 것이다. 또 AI 반도체 핫라인과 AI칩 테스트베드를 구축해 관련업계의 수요공급을 연계하는 동시에 출연연 인프라를 활용한 AI칩 테스트도 지원한다.

AI 반도체 팹리스, 반도체 지적재산권(IP) 기업, 디자인하우스 등 설계 기업 간 협력을 위한 여건도 조성한다. 이밖에 정책형 뉴딜펀드 투자대상에 차세대 반도체를 포함해 자금지원을 추진하고 판교에 ‘AI반도체 혁신설계센터’를 구축해 AI팹리스에 대한 기술과 교육지원에 나서기로 했다.
정부는 과기정통부와 산업부 장관을 공동위원장으로 산학연이 참여하는 ‘AI반도체 산업전략회의’를 구성해 이번 전략을 차질없이 이행하고 성과점검에도 나서기로 했다.

최기영 과기정통부 장관은 “AI 반도체는 향후 인공지능 시대를 위한 데이터 댐 등 디지털 뉴딜의 핵심 인프라“라면서 “대형 R&D 및 인력양성 프로젝트, 디지털 뉴딜과 연계한 초기 수요창출 등 제반 정책과제들을 차질없이 시행해 세계 AI 반도체 선도국가가 되게 하겠다”고 밝혔다. 성윤모 산업부 장관은 “지난 20년간 우리 수출과 경제성장의 견인차 역할을 해 온 반도체 산업 역량을 바탕으로 메모리반도체 초격차를 유지하고 AI 반도체 신격차를 창출해 2030년 종합 반도체 강국을 실현하겠다”고 밝혔다.



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