수요 급증 'AI반도체'...미래시장 선점 다툼 치열

기존 칩은 순차적 직렬처리 방식...대용량 정보에 병목현상

5G 시대 도래·에지 컴퓨팅 등 주목...미래 산업 주도권 달려

AI반도체 시장, 5~10년 후 메모리 시장 수준 급성장 예상

韓, 메모리 편중...AI반도체 산업 경쟁력 생태계 강화 시급

자료 출처 : 가트너, 트랙티카, JP모건, UBS, 삼성전기

【서울=뉴시스】김종민 기자 = 4차산업 혁명의 도래와 함께 인공지능(AI) 반도체 수요가 급증할 것으로 예상된다.

미래 산업에 필수적인 AI반도체 시장을 선점하거나 자체적으로 기술력을 확보하려는 글로벌 기업들의 행보가 발빠르다.

인공지능 기술이 실생활에 활용되기 위해서는 정보의 실시간 처리, 안정적 처리가 필수다. 이를 가능케 하는 것이 AI반도체다.

기존 반도체 칩은 순차적인 정보처리인 직렬처리 방식을 갖기 때문에 많은 양의 정보가 주어질 때 병목현상이 일어나지만, AI칩은 사람의 두뇌와 같이 대용량 정보를 동시다발적으로 병렬처리할 수 있게 한다.

시장조사기관 가트너는 AI반도체 시장이 2021년 300억달러 내외의 시장규모를 형성해 전체 반도체 시장의 약 6% 비중을 차지할 것으로 전망했다.

기존 반도체 시장은 스마트폰과 PC의 둔화로 정체되겠지만 AI반도체는 급성장을 지속해 5~10년 후 메모리 반도체에 준하는 시장으로 성장할 것이란 예상이다.

현재 대부분 AI의 학습·추론은 데이터 센터에서 실행되지만, 많은 발열과 전력 소모로 효율성이 떨어진다. 또 기존 클라우드 컴퓨팅과 달리 중앙집권적이 아니라 분산된 소형 서버를 통해 실시간으로 데이터를 처리하는 기술인 '엣지 컴퓨팅(edge computing)'이 주목 받고있다.

많은 전문가들이 5G(5세대) 이동통신 시대의 도래를 맞아 AI반도체의 무게중심이 학습용·서버용에서 추론용·에지용으로 점차 옮겨 갈 것이라고 예상하고 있다.

▲자율주행차, 드론, 수술용 로봇, 공장 품질관리 시스템 등 네트워크의 지연이나 연결 단절 상황으로 안전에 치명적인 피해가 발생할 수 있는 분야 ▲우주 탐사, 선박, 비행기 등 네트워크 연결이 물리적으로 불가능해 별도의 인공지능 반도체를 사용해야 하는 경우 ▲각종 사물인터넷(loT) 기기에서 서비스 품질을 떨어뜨리지 않고 대용량 데이터를 처리해야할 때 등 데이터 센터 서버에서 연산을 모두 처리하기 어려운 상황이 점점 증가하고 있기 때문이다.

 세계 각국의 IT기업들은 AI반도체에 향후 미래 산업의 주도권이 달려있다는 판단 하에 경쟁적으로 기술 개발에 나섰다. 주로 미국 기업들이 초고속 연산을 저전력으로 처리하는 AI반도체 개발과 혁신을 주도하고 있다.

글로벌 마케팅분석 및 컨설팅업체 컴패스인텔리전스(Compass Intelligence)에 따르면, AI반도체 기술 혁신 기업 1위는 AI컴퓨팅 분야의 선두기업 엔비디아(Nvidai)가 차지했다. 이어 인텔, NXP, IBM, AMD, 구글, ARM(소프트뱅크), 애플, 퀄컴, 브로드컴이 상위 10위권에 자리했다.

삼성전자는 11위에 그쳤고 중국의 화웨이(하이실리콘)가 뒤이어 12위에 선정되면서 AI 하드웨어 분야에서의 중국의 추격이 가시화하고 있다.

업계 관계자는 "우리나라는 반도체 강국이지만 D램, 낸드 2종의 메모리 반도체에 편중돼 있다"면서 "AI반도체 산업의 경쟁력과 생태계 강화가 시급하다"고 말했다.

 [email protected]