AI 시대의 도래는 인간의 역량을 확장시키는 혁신적인 변화를 이끌고 있으나, 이 혁신의 지속적인 발전과 확산을 위해서는 이를 뒷받침할 고성능 반도체, 즉 AI 반도체의 중요성이 그 어느 때보다 강조되고 있다. ChatGPT와 같은 고도화된 AI 알고리즘은 이미 산업과 사회 전반에 근본적인 변화를 가져오고 있지만, 이러한 AI가 혁신적으로 발전하기 위해서는 뇌와 같은 맞춤형 하드웨어인 특화된 반도체가 필수적이다. 하지만 현재 AI 작업에 주로 활용되는 GPU는 전력 효율성과 처리 속도 측면에서 한계를 보이며, 주로 게임이나 그래픽 처리를 위해 설계된 까닭에 AI 알고리즘의 독특한 연산 패턴을 최적화하는 데 제약이 있다. 이러한 상황은 AI 시대의 핵심 동력인 AI 반도체 분야에서 한국이 기술적 자립을 강화하고 글로벌 경쟁 우위를 확보해야 하는 시급한 문제로 대두되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 솔루션으로, 한국은 AI 반도체 분야에서 기술적 자립을 강화하고 경쟁 우위를 확보하기 위한 다양한 정책적 접근이 시급하다. AI 시대의 핵심 인프라이자 전략적 자산인 AI 반도체를 둘러싼 세계적 경쟁은 점차 심화되고 있으며, 한국은 이러한 상황에서 독자적인 기술력을 확보해야 하는 과제를 안고 있다. 특히, 한국은 전 세계 메모리 반도체 시장에서 60% 이상의 압도적인 점유율을 차지하고 있다는 강력한 이점을 가지고 있으며, 이를 바탕으로 메모리 내에서 AI 연산을 수행하는 PIM(Processing in Memory) 기술을 선도하고 있다. 또한, 리벨리온, 퓨리오사, 모빌린트와 같은 국내 스타트업들이 NPU(Neural Processing Unit) 개발에 박차를 가하고 있으며, 리벨리온은 ISSCC 2024에서 엔비디아의 성능을 능가하는 NPU 관련 연구 성과를 발표하며 큰 주목을 받았다. 이러한 기술적 성과는 한국이 PIM뿐만 아니라 NPU 분야에서도 AI 반도체 개발 역량을 강화하고 있으며, 글로벌 AI 반도체 시장에서 주도권을 잡을 가능성을 높이고 있음을 보여준다.
나아가, AI 반도체 분야의 경쟁력 강화는 단순히 기술 개발에 그치지 않는다. KAIST는 2023년 반도체 설계에 중점을 둔 교육 과정을 마련하고 인공지능반도체대학원을 설립하여 한국 반도체 산업의 미래를 이끌어 갈 전문 인력을 체계적으로 양성하고 있다. 또한, 정부는 AI 반도체에 대한 적극적인 투자를 통해 국가 경쟁력을 강화하고, 국내 기업의 글로벌 시장에서의 지위를 높이는 발판을 마련해야 한다. 이러한 노력은 AI 반도체 주권 확보를 향한 한국의 장기적인 비전을 담고 있으며, 궁극적으로 대한민국이 세계 G3로 미래 기술 패권을 쥐는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. AI 반도체는 차세대 기술 경쟁의 중심축이며, 한국이 과학기술 주권을 확보하는 데 필수적인 요소로서 그 위상이 더욱 높아질 것이다.
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