"대기업이 국산칩 써줘야"…삼성·Arm 뭉친 AI반도체 연합군

[아이뉴스24 권서아 기자] "대기업이 국산 칩을 써줘야 국내 팹리스(반도체 설계) 기업이 자립할 수 있습니다."

정부가 수요기업과 팹리스, 파운드리(반도체 위탁생산), 글로벌 반도체 설계자산(IP) 기업을 하나로 묶는 'AI 반도체 연합군' 구축에 나섰다. 인공지능(AI) 반도체 설계부터 생산, 실증, 양산까지 전 주기를 지원해 글로벌 온디바이스(기기 내장형) AI 시장 선점에 나선다는 구상이다.

산업통상부는 15일 서울 양재 엘타워에서 '2026년 제조업 인공지능 전환(M.AX) 얼라이언스 AI반도체 상반기 총회'를 열고 'K-온디바이스 AI반도체 기술개발 사업' 추진 계획과 '반도체 제조지원 태스크포스(TF)' 출범을 발표했다.

온디바이스 AI는 클라우드 서버를 거치지 않고 기기 내부에서 직접 AI 연산을 수행하는 기술이다. 스마트가전, 산업용 로봇, 제조장비 등 다양한 분야에서 저전력·고효율 AI 구현이 가능해 차세대 AI 시장의 핵심 기술로 꼽힌다.

총사업비는 8002억3000만원이다. 이 가운데 국비는 5111억1000만원이 투입된다. 산업부는 오는 2030년까지 국산 첨단 온디바이스 AI 반도체 10종을 개발하고 실제 제품 탑재와 실증까지 추진할 계획이다.

김용석 M.AX 얼라이언스 AI반도체 위원장(가천대 반도체대학 석좌교수)은 이날 총회에서 "그동안 국내 팹리스 기업들은 기술력을 갖고도 실제 칩을 적용할 수요처를 확보하는 데 어려움을 겪어왔다"며 "결국 시장의 주도권은 세트(완제품) 기업이 쥐고 있으며 대기업이 국산 칩을 써줘야 국내 팹리스도 성장할 수 있다"고 말했다.

그는 이어 "글로벌 온디바이스 AI 시장은 이제 시작 단계"라며 "지금이 골든타임이며 이 기회를 놓치면 다시 오기 어려울 수 있다"고 강조했다.

"AI 시대 핵심은 반도체…결국 온디바이스로"

산업부는 이번 사업을 자동차와 AI가전, 로봇, 방산 등 4대 분야를 중심으로 추진한다.

구체적으로는 자율주행차용 AI 반도체와 AI 가전용 시스템온칩(SoC), 협동로봇·휴머노이드용 AI 칩, 농업용 무인 로봇, 방산용 소모성 무인기용 AI 반도체 등을 개발한다.

단순 칩 개발에 그치지 않고 소프트웨어 개발도구(SDK), AI 모델 경량화 기술, 시스템 소프트웨어까지 함께 개발해 상용화 가능성을 높인다는 전략이다.

김성열 산업부 산업성장실장은 "이번 사업은 자율주행차와 AI가전, 로봇, 무인기 체계 등에서 반도체와 시스템 소프트웨어를 함께 개발하는 프로젝트"라며 "대한민국이 메모리 강국을 넘어 AI 반도체 강국으로 도약하기 위한 중요한 출발점"이라고 강조했다.

또 "반도체를 설계하는 팹리스와 수요기업뿐 아니라 IP 기업, 파운드리 기업, 소프트웨어 기업까지 모두 참여해야 성공할 수 있는 사업"이라며 "우리나라 온디바이스 AI 생태계에 필요한 핵심 기업들이 모두 모였다"고 말했다.

삼성 "2나노 지원"…KAI와 국방 AI칩 개발

이날 공식 출범한 반도체 제조지원 TF에는 삼성전자 파운드리를 비롯해 Arm, 시높시스, 케이던스, 오픈엣지테크놀로지, 퀄리타스반도체, 칩스앤미디어 등이 참여한다.

TF는 팹리스 기업들이 가장 부담을 느끼는 IP 구매 비용과 전자설계자동화(EDA) 라이선스 지원 방안을 마련하고, 개발된 AI 반도체가 일정 지연 없이 생산될 수 있도록 제조 지원 체계도 구축할 예정이다.

삼성전자 파운드리는 이날 별도 발표를 통해 첨단 공정 지원 계획을 공개했다.

송태중 삼성전자 파운드리 사업부 상무는 "K-온디바이스 사업을 위해 공정 지원은 물론 공정설계도구(PDK), IP, 설계 협력 등 실제 제품 개발에 필요한 다양한 지원을 제공할 계획"이라며 "고객들이 원하는 고성능 AI 반도체를 개발할 수 있도록 협력하겠다"고 말했다.

삼성전자는 게이트올어라운드(GAA) 기반 2나노 공정을 비롯해 4나노, 5~28나노 공정까지 폭넓은 제조 플랫폼을 제공할 예정이다. 내년에는 2·4나노 공정에서 총 7회, 5~28나노 공정에서 총 11회의 멀티프로젝트웨이퍼(MPW)를 운영해 국내 팹리스의 시제품 제작을 지원한다는 계획이다.

특히 삼성전자는 한국항공우주산업(KAI)과 협력해 국방용 AI 반도체 개발에도 참여할 예정이다. 송 상무는 "KAI를 위한 국방 반도체를 제공할 예정"이라며 "신규 응용처 확대를 통해 국내 국방 반도체 산업 성장 기반을 마련하겠다"고 밝혔다.

업계에서는 이번 사업이 국내 AI 반도체 산업의 고질적 문제로 꼽혀온 '수요처 부족'을 해결할 수 있을지 주목하고 있다. 팹리스가 개발한 칩을 실제 제품에 적용할 대기업 수요처와 제조 인프라가 함께 확보돼야 글로벌 경쟁력을 갖출 수 있기 때문이다.

김용석 위원장은 "이번 사업의 핵심은 수요기업과 팹리스, 파운드리, IP 기업을 하나의 생태계로 연결하는 것"이라며 "과제가 끝나는 것이 아니라 여기서 만들어진 기술과 제품이 다른 산업으로 확산되는 선순환 구조를 만드는 것이 중요하다"고 말했다.