미래의 블루오션…AI 반도체 시장 5년 뒤 150조원대로 커진다

 
미래의 블루오션으로 꼽히는 AI(인공지능)용 반도체 시장 규모가 5년 후 150조원 달할 것이란 분석이 나왔다. 31일 업계에 따르면 시장조사업체 IHS마킷은 AI 응용 서비스 구현에 필요한 반도체 수요가 증가해 2025년에 전세계 매출이 1289억달러(약 153조원)에 이를 것으로 전망했다. AI용 반도체 시장이 지난해 428억달러를 기록한 데 이어 올해는 500억 달러를 돌파하고, 2022년엔 1000억 달러에 육박할 것이란 분석이다.
 
AI 반도체는 차량·통신·컴퓨터·가전·헬스케어·산업용 등으로 활용될 것으로 주목받고 있다. 이미 글로벌 기업들 중에 스마트폰, 커넥티드카 등의 분야에 AI 반도체를 적용하고 있다. AI반도체는 기존 중앙처리장치가 정보를 입력하는 순서대로 계산하는 것과 달리 인간의 뇌가 수많은 정보를 한꺼번에 동시에 처리하는 것처럼 이미지 처리, 음성 인식, 복잡한 연산을 동시에 분산처리하는 기술이다. 기존 반도체보다 연산과 정보처리가 더 빨라 짧은 시간에 방대한 빅데이터를 처리할 수 있는 게 특징이다. 
 
IHS는 AI반도체를 정보를 저장하는 메모리와, 메모리에 저장된 빅데이터를 다양한 수식에 맞춰 처리할 수 있는 비메모리(프로세서·processor)로 구분했다. 이중 AI용 메모리 반도체 시장 규모는 2025년에 604억달러로 성장할 것으로 관측했다. 지난해 시장 규모 206억달러 대비 3배 정도다. 그래픽처리장치(GPU), 중앙처리장치(CPU) 등 프로세서 시장은 2019년 222억달러에서 2025년 685억달러로 세 배로 커질 것으로 전망했다. 비메모리 시장을 메모리 시장보다 더 크게 전망하는 이유는 정보를 처리하는 특유의 설계방식이 제품 경쟁력을 좌우할 가능성이 높기 때문이다. 
 
 
글로벌 반도체 업계에서는 이미 AI용 반도체 개발 경쟁이 한창이다. 비메모리(LSI시스템) 반도체를 설계하는 미국의 인텔이나 엔비디아, 구글, 아마존, 중국 알리바바 등이 모두 AI반도체 개발에 뛰어들었다. 미국 최대 전자상거래업체인 아마존은 AI 반도체 조직을 만들었고, 전기차업체 테슬라는 자율주행차용 AI반도체 개발에 들어갔다. 
 
특히 비메모리 반도체 시장의 최강자인 인텔은 AI 분야 역량을 키우기 위해 적극적인 투자와 인수합병(M&A)를 병행하고 있다. 인텔은 기계 지능 소프트웨어 공급업체인 코그니티브 스케일, 로보틱 비전 기술 업체 에이아이(AEye) 등에 20건 이상의 투자를 단행했다. 또 AI 분야 스타트업 너바나시스템스를 3억5000만달러(약 3900억원)에 인수하는 등 인수합병도 활발하다.
 
 
국내에서는 정부가 나서 차세대 지능형반도체로 불리는 AI칩셋 개발을 위해 2029년까지 10년간 1조원을 투자한다. 사람의 뇌 구조처럼 하나의 제품에서 데이터 저장과 연산을 동시에 처리하고, 더 나아가 사람과 유사한 상황 판단 능력까지 갖춘 '뉴로모픽 칩'(neuromorphic chip)을 개발하겠다는 것이다.
 
삼성전자는 지난해 반도체 비전 2030을 발표하며 뉴로모픽과 흡사한 신경망처리장치(Neural Processing Unit, NPU) 칩 개발을 목표로 내세운 바 있다.  NPU를 적용한 스마트폰용 모바일 칩셋과 차량용 첨단운전보조 시스템(ADAS) 같은 SoC(시스템온칩)를 적극 개발하겠다는 것이다. 삼성전자는 이를 위해 2030년까지 연구 인력을 현재의 10배 이상인 2000여명까지 늘릴 방침이다.  
 
장정훈 기자 cchoon@joongang.co.kr