［뉴시안= 이태영 기자］챗GPT, 갤럭시 등 AI가 탑재된 제품 및 서비스가 본격 출시되면서 반도체 수요가 급증한 가운데, 반도체와 인공지능 생태계의 합종연횡이 본격화되고 있어 주목된다. 특히 반도체 생태계와 인공지능 생태계가 융합된 형태의 새로운 생태계 조성이 예상된다며, 제휴 인수를 포함한 경쟁도 심화될 것이라는 전망도 나왔다.

하나금융경영연구소가 내놓은 ‘월간 산업 이슈 2월호’ 보고서에 따르면, AI가 탑재된 제품 및 서비스가 본격적으로 출시돼 AI 반도체의 수요가 급증하면서 관련 기술이 발전과 시장 규모가 큰 폭으로 확대되고 있다. AI서비스가 생활과 산업 전반에 빠르게 확대되면서 처리해야 하는 데이터 양이 기하급수로 증가하고 있다는 것.

AI 반도체는 학습, 추론 등 연산을 실행하는데 최적화된 시스템 반도체로, 기존 CPU의 한계를 극복하고 고성능, 고효율 저전력 중심의 데이터 연산 처리를 수행한다.

전통적인 반도체 기업부터 빅테크 기업까지 다양한 기업에서 각 기업의 강점을 기반으로 반도체를 개발하며 통합 솔루션을 확보하기 위한 움직임이 확대되는 모양새다.

서유나 하나금융경영연구소 연구원은 “반도체 기업들은 칩 성능 향상과 고객맞춤 반도체 개발을 동시에 진행하며 시장 우위를 선점하고자, 빅테크 기업들은 AI 자사 모델을 구현할 반도체를 자체 설계 개발하는 추세”라고 최근 업계 흐름을 짚었다.

AI 반도체 기술은 기존의 CPU, GPU를 활용한 1세대에서 FPGA, ASIC를 활용하는 2세대를 거쳐 뉴로모픽 칩을 활용하는 세대로 진화 중이며, 현재 1, 2세대 활용 중이다.

서유나 연구원은 “반도체 기업들은 각자 보유하고 있는 기술력을 통해 칩 성능을 향상시킴과 동시에, 고객사와 협력해 고객맞춤형 AI반도체를 개발함으로써 시장 우위를 차지하기 위해 노력 중이다”고 강조했다.

엔비디아는 기존 주요 제품이었던 GPU를 인공신경망 연산에 적합하도록 발전시킨 H100을 출시해 글로벌 클라우드 및 데이터센터용 AI 프로세서 시장에서 80% 이상의 점유율을 차지하고 있다. 퀄컴은 작년 10월 범용 AP ‘스냅드래곤8 Gen 3’을 선(先) 출시 후 삼성전자와 협력해 온디바이스 AI를 수행하도록 특화한 삼성 전용 칩을 갤럭시 S24 울트라에 탑재하는 등 고객사와 협력 개발도 진행 중이다.

서유나 연구원은 “빅테크 기업들도 자사 알고리즘을 수행할 수 있는 반도체의 필요성으로 AI 반도체를 직접 설계 후 위탁 생산하는 방식으로 자체 개발하고 협력 체계를 마련하는 추세”라고 분석했다.

오픈AI는 “자사 AI에 사용할 반도체 조달을 위해 최대 7조 달러를 투자해 자체 생산시설을 운영하겠다”고 밝혔으며, CEO 샘 올트먼은 지난 1월 방한에서 삼성전자, SK하이닉스 경영진과 회동하는 등 AI 반도체 네트워크 구축을 추진하고 있다.

AI 반도체 관련 글로벌 기업과 스타트업들은 하드웨어부터 소프트웨어까지 모든 단계의 제품 및 서비스를 제공하는 통합 솔루션을 확보하고자 하는 비전도 속속 발표했다. 인공지능의 성능은 하드웨어 시스템 소프트웨어 응용 소프트웨어의 최적화로 결정되기 때문으로 풀이된다.

SK하이닉스-TSMC는 하이닉스의 HBM 일부 공정을 TSMC가 담당하며 호환성 높인 차세대 패키징 동맹을 맺었으며, 도요타-TSMC, 네이버클라우드-삼성전자파운드리 등도 칩 개발 후 생산을 위한 동맹도 늘고 있다. HBM(High Bandwidth Memory)은 빠른 데이터 처리 속도로 AI 대량 연산에 유용한 차세대 메모리 반도체다.

서유나 연구원은 “칩 자체의 성능뿐만 아니라 칩에 최적화된 AI 모델과 소프트웨어 플랫폼을 개발함으로써 더욱 효과 효율적인 AI를 구현하려는 트렌드에 따라 AI 반도체 생태계 확장 및 활성화가 기대된다”며 “AI 반도체 생태계는 반도체 생태계와 인공지능 생태계가 융합된 새로운 산업구조로 나타날 것”으로 내다봤다. <끝>