AI시대 K-필살기 : '온디바이스 AI 반도체' 

인공지능(AI) 시대의 산업생태계가 자리잡고 있다. 게임에서 승부를 좌우하는 비밀병기처럼 AI 시대를 결정짓는 혁신기술을 살펴보게 된다. 바둑왕좌에 오른 알파고가 선보인 딥러닝(deep learning) 기법은 AI 발전에 기폭제가 되었다. 대규모언어모델(LLM)을 구현한 ‘챗GPT’는 인공지능의 대중화를 열었다. 생성형 AI에 특화된 반도체 기업 엔비디아는 3조 달러의 벼락부자가 되었다. 중국의 ‘딥시크’는 최첨단 LLM의 비밀이 담긴 소스코드를 공개해 파란을 일으켰다.

영국 허사비스의 '알파고', 미국 샘알트만의 '챗GPT', 대만 젠슨황의 '엔비디아', 중국 량원펑의 '딥시크'는 AI 시대의 필살기라 할 수 있다. 우리가 월드클래스라 생각하는 SK하이닉스의 고대역폭메모리(HBM), 자동통역시스템을 장착한 갤럭시 스마트폰(S25)은 파괴적 혁신이란 측면에서 다소 아쉬움이 있다.

이제는 인공지능의 패러다임 변화에 주목해야 한다. 언어모델 형태의 생성형 AI에서 산업현장의 피지컬 AI로 나아가고 있다. 초거대 파운데이션모델에 이어 소규모 특화형 모델이 개발되고 있다. 클라우드 기반 AI의 보안과 통신지연 이슈의 대안으로 엣지(edge) 환경에서 현장 수요에 바로 대응하는 온디바이스 AI가 부상하고 있다.

새로운 트렌드와 우리의 역량을 고려해 보면, '온디바이스 AI 반도체'에서 한국의 미래를 찾을 수 있다. 온디바이스 AI 서비스를 모바일기기, 의료기기, 자율주행차, 로봇 등에 구현하기 위해서는 AI 소프트웨어를 내장하고, 이를 작동하는 하드웨어 기반의 '온디바이스 AI 반도체'가 필수이다. 우리나라는 산업 경쟁력, 반도체 제조 그리고 인공지능이 골고루 발달해 온디바이스 AI 반도체 개발에 최적여건을 갖췄다.

시장조사기관 GMI에 따르면, 온디바이스 AI 시장은 2022년 약 50억 달러에서 연평균 20% 성장해 2032년에는 약 700억 달러로 전망된다. 최근 엔비디아는 개인용 AI 슈퍼컴퓨터 프로젝트를 발표하며 발 빠른 행보를 보였다. 우리 정부도 자동차, 기계·로봇, IoT·가전, 방산 등 핵심산업 중심의 대규모 온디바이스 AI 반도체 기술개발을 기획하고 있다.

온디바이스 AI 반도체는 초저전력 설계, 실시간 데이터 처리, 강력한 보안성이 핵심요건이다. 고효율 NPU 설계와 반도체 제조 역량을 결합하여 실물 제품에서 경량화·소형화·최적화를 구현해야 한다. 이를 위해 주력산업 제조기업과 국내 팹리스, 파운드리 간 긴밀한 협력체계를 갖춰야 한다. 산업 맞춤형 소프트웨어 개발과 제품 단위에서의 실증 레코드 확보도 필수적이다.

급격한 변화의 시대이다. 변곡점에서의 승부가 미래를 좌우한다. 생성형 AI시대에는 다소 늦었지만, 차세대 피지컬 AI시대에서 역전이 가능하다. 온디바이스 AI 반도체를 선제적으로 준비한다면 AI 혁명의 글로벌 중심에 우뚝 서게 될 날이 올 것이다.