'반도체 강국' 계속되도록 …AI반도체에 5년간 1조원 쏟아붓는다

[서울=뉴시스] 이종호 과학기술정보통신부 장관이 7일 서울 용산 대통령실 청사 영상회의실에서 열린 국무회의에서 반도체 이해 및 전략적 가치에 대해 강연하고 있다. (사진=대통령실 제공) 2022.06.07. *재판매 및 DB 금지

정부가 AI(인공지능) 반도체의 초격차 기술력 확보와 초기 시장 형성을 목표로 앞으로 5년 간 1조원을 쏟아붓는다. 또 미국을 비롯한 AI 반도체 선도국과의 공동 연구를 확대하고, 전문 연구인력 7000명을 양성한다.

이종호 과학기술정보통신부 장관은 6월 27일 KAIST(한국과학기술원) 본원에서 '제1차 인공지능(AI) 반도체 최고위 전략대화'를 주재하고 이 같은 내용의 'AI 반도체 산업 성장 지원대책'을 발표했다.


이번 대책은 지난 5월 이 장관 취임 후 첫 현장 행보였던 AI 반도체 기업과의 간담회 당시 업계의 정책수요를 바탕으로 산학연 논의를 거쳐 마련했다. 이 장관은 취임 초기부터 국무회의와 여당, 최근에는 공직자들을 대상으로 강연하면서 AI반도체를 비롯한 관련 산업의 초격차 기술력 확보 필요성을 강조해 왔다.
'메모리 1등' 만족 못해…'초격차' 목표, 5년 간 1조원 투입 우리나라는 전세계 시장 규모 1245억달러(160조원) 규모의 메모리반도체 분야에선 시장점유율 56%로 1위를 기록하고 있지만, 오히려 시장규모가 2724억달러(약350조원)에 달하는 시스템반도체의 점유율은 3%에 그치는 형편이다. 반도체 분야의 미래 경쟁력 측면에서 정부의 고민이 깊어지는 대목이다.

이에 정부는 시스템반도체 중 상대적으로 초기시장 단계인 AI반도체를 주목하고 있다. 정보통신정책연구원(KISDI)에 따르면 AI반도체는 2030년 시스템반도체의 33%를 점유할 전망이다. 우리나라는 세계최고 메모리·파운드리 인프라와 대형 수요기업 기반의 성장기회를 보유한 만큼, AI반도체 분야에서 '세계 최고'에 도전해 볼 수 있다는 게 정부의 판단이다.

과기정통부는 AI반도체 첨단기술 R&D(연구개발)에 예타사업을 포함해 향후 5년간 1조200억원을 투입하고, 미국 등 선도국과 공동연구를 확대하기로 했다. 예타사업은 '차세대 지능형반도체' 개발, 연산(프로세서)과 저장(메모리) 기능을 모두 갖춘 'PIM반도체 개발 등이다.


이를 통해 △'신소자'와 '설계기술'을 융합해 반도체 산업의 판을 뒤흔들 수 있는 차세대 NPU(신경망처리장치)를 개발하고 △현재 국내 산업의 주력인 D램과 차세대 메모리(eFlash, eMRAM 등) 및 AI 연산기능을 융합한 PIM 선도기술 개발에 착수하며 △국산 AI 반도체 성능을 극대화하는 시스템 소프트웨어(SW) 개발 △NPU와 PIM의 장점을 결합해 시스템 성능을 극대화하는 초거대 AI 시스템 SW 개발 등에 나선다.

이와 함께 지난달 한미 정상회담 후속으로 미국과 올해 10억원 규모의 공동연구 신규과제에 착수하는 등 AI반도체 선도국과의 국제협력 대상 및 범위도 확대한다.
AI반도체 초기시장 조성…삼성·하이닉스 나선다
과기정통부는 국산 AI반도체의 초기 시장수요 창출을 목표로 내년에 반도체 최대 수요처 중 하나인 데이터센터를 국산 AI반도체로 구축하는 'NPU 팜(Farm) 구축·실증' 사업을 신설하고, AI 개발자에 컴퓨팅 파워를 무상 제공할 계획이다. 또 AI 제품·서비스 개발에 국산 AI반도체를 활용하고 성능을 검증하는 'AI? 칩(Chip) 프로젝트'를 추진하며, 지능형 CCTV와 스마트시티 등 각 부처·지자체가 구축하는 공공사업에도 국산 칩이 적용되도록 협의한다.

이와 함께 AI반도체 최고위 전략대화에 참여한 대기업도 산학연 협력을 통한 AI 반도체 생태계 조성에 나서기로 했다. 대학·연구소가 설계 단계부터 상용 공정에 최적화된 반도체를 염두에 두도록 협력하는 내용이다.

이를 위해 삼성전자 (76,700원 ▲400 +0.52%)와 SK하이닉스 (177,800원 ▲7,200 +4.22%)는 PIM반도체를 개발하는 정부사업 참여 연구기관에 디램 기반 PIM 설계를 지원하기 위해 PIM 반도체 에뮬레이션 방법 및 기술적 요구사항 등 기술 자문을 제공한다. 또 NPU를 개발하는 정부사업의 연구 결과물 중 삼성전자 협력업체(디자인하우스)에서 검증해 우수 IP(설계기술)로 평가하면 삼성전자 파운드리의 설계기술 데이터베이스(IP 풀)에 포함하고 다양한 팹리스 기업 제품에 적용될 수 있도록 지원한다.

정부 ICT R&D 기획과정에 삼성전자·SK하이닉스가 참여해 유망기술에 대한 수요를 제기하고 기획결과를 검증한다. PIM 반도체설계연구센터(PIM HUB)와 삼성전자·SK하이닉스 간 상호 인력파견 및 공동연구를 추진하는 등 R&D·인력 교류도 지속 확대할 계획이다.
AI반도체 대학원 3곳 신설…전문인력 7000명 육성 과기정통부는 전문인력 양성을 위해 AI반도체 관련 학과(전기전자공학·컴퓨터공학·물리학 등)가 공동으로 교육과정을 구성·운영하는 'AI반도체 연합전공(학부)'를 3개 대학에 개설한다. 앞서 서울대·성균관대·숭실대가 대상 대학으로 선정된 바 있다.

또 대학·연구소가 보유한 반도체 시험생산 설비 고도화, 또 이와 연계한 반도체 설계·제작 교육(학부생 대상) 신설 등을 추진한다. 특히 연구 중심 석·박사 고급인재 양성을 위해 내년 'AI반도체 대학원' 3곳을 내년에 신설하고, 참여 학생 중 우수 석·박사 학생을 해외 대학에 단기(6개월~1년) 파견하는 프로그램도 운영할 계획이다.

이 장관은 "AI반도체는 디지털 전환 시대에 경제·산업적 가치가 갈수록 높아질 것"이라며 "메모리반도체·파운드리 분야 경쟁력을 바탕으로 우리가 선점 가능한 분야"라며 "AI반도체 글로벌 시장을 선점하는 한편 시스템반도체 전반의 경쟁력 강화로 확산될 수 있도록 적극 지원하겠다"고 강조했다.