(사진=경기도경제과학진흥원)

인공지능(AI) 서비스의 확산으로 AI 특화 맞춤형 반도체 개발 경쟁이 가속화되면서 새로운 혁신과 시장 창출의 기회가 있을 것이라는 전망이 나왔다.

경기도경제과학진흥원이 발간한 ‘차세대 AI 반도체 주요 이슈와 시사점’ 보고서에서 “경기도는 팹리스 육성을 위해 판교 중심의 AI반도체 생태계 구축과 AI반도체 인프라 확충에 주력해야 한다”고 30일 밝혔다.

보고서는 AI반도체 기술의 최신 동향 및 글로벌 시장 전망, 경기도의 대응 전략을 상세히 다뤘다.

챗GPT 등 생성형 AI의 등장으로 AI반도체 시장이 급격히 성장하면서, 기존 중앙처리장치(CPU)와 메모리 중심이던 반도체 시장이 그래픽처리장치(GPU) 중심으로 재편되고 있다. 그래픽처리장치(GPU)는 병렬 연산을 통해 대규모 데이터를 효율적으로 처리할 수 있어 AI 모델 구현에 강점을 보이기 때문이다.

경과원은 그래픽처리장치(GPU) 중심 시장의 주요 과제로 두 가지를 꼽았다.

첫째는 높은 전력 소비 문제다. 인공지능 데이터 학습과 추론에 많은 전력이 소모되는데, 챗GPT의 질문 1건당 전력 소모량은 구글 검색의 10배에 달한다.

둘째는 메모리 벽(Memory Wall) 문제로, 인공지능 연산의 특성상 GPU와 메모리 간에 대량의 데이터를 송수신하는데 프로세서와 메모리의 속도 차이로 성능 저하가 온다는 점이다. 이러한 한계 극복을 위해 글로벌 기업들과 국내 스타트업들은 동시다발적 행렬 연산으로 전력 효율과 AI 연산 성능을 높인 인공지능 처리장치(NPU) 등 차세대 기술개발에 주력하고 있다.

또한, 메모리 속도 개선을 위해 메모리 내에서 직접 데이터를 처리하는 PIM(메모리 내 연산) 기술과 초고속 메모리인 HBM(고대역폭 메모리) 개발도 활발하다.

경과원은 AI 반도체 산업의 급속한 변화 속에서 경기도의 선제적 대응이 중요하다고 강조했다. 판교 중심의 AI 팹리스 집적 단지 조성, 데이터센터 인프라 확충, AI 전문 인력 양성 등을 경기도 주요 전략 방향으로 제시했다.

강성천 경과원장은 “AI 반도체는 미래 산업 경쟁력을 좌우하는 핵심 기술”이라며 “메모리 반도체에 강점을 보유한 경기도의 산업 기반 위에 AI팹리스 육성과 인프라 확충까지 이어진다면 경기도가 글로벌 AI반도체 허브로 도약할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

한편 이번 보고서는 AI 반도체를 둘러싼 주요 기술적 이슈와 산업계의 대응 현황을 분석하고 있어, 관련 업계와 정책 입안자들에게 유용한 지침이 될 것으로 기대된다. 연구보고서는 경과원 홈페이지에서 확인할 수 있다.