정부가 인공지능(AI) 반도체를 차세대 반도체로 육성하기로 하면서 AI 반도체에 대한 관심이 높아지고 있습니다.

16일 업계에 따르면 AI 반도체는 데이터 학습·추론 등 AI 핵심 연산을 수행하는 시스템 반도체(비메모리 반도체) 영역 중 하나를 말합니다.

기존 중앙처리장치(CPU)가 정보를 입력하는 순서대로 계산하는 것과 달리 AI 반도체는 한꺼번에 많은 연산을 동시에 처리할 수 있습니다.

AI 반도체는 기술에 따라 4가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 그래픽처리장치(GPU), 현장프로그래밍가능게이트어레이(FPGA), 주문형반도체(ASCI), 뉴로모픽 프로세서(NPU) 등입니다.

GPU는 병렬 처리 기반 반도체로, 수천 개의 코어를 탑재해 대규모 데이터 연산 때 CPU에 비해 성능이 우수합니다. 데이터센터, 자율주행차 등에서 활용되고 있습니다.

자율주행차용 GPU는 자율주행차에서 수행해야 하는 주변 환경 감지, 차량 스스로의 위치 파악, 주변 사물의 행동과 위치 예측 등 연산을 구현합니다.

FFGA는 회로 재프로그래밍을 통해 용도에 맞게 최적화해 변경이 가능한 반도체로, 활용 목적에 따라 유연성이 높습니다. 번역 작업에 최적화해 사용하다가 회로 구성을 다시 설정해 가상비서 서비스에 맞춰 쓸 수 있습니다.

ASCI는 특정 용도에 맞춰 제작된 주문형 반도체로, 가장 빠른 속도와 높은 에너지 효율이 특징입니다.

NPU는 인간의 뇌를 모방한 비(非) 폰노이만 방식의 인공지능 전용 반도체로 연산처리, 저장, 통신 기능을 융합한 가장 진화한 반도체 기술입니다. 인텔의 ‘로이히(Loihi)’, 퀄컴의 ‘제로스’가 대표적입니다.

전 세계적으로도 AI 반도체가 주목받고 있습니다. AI 반도체 시장 규모는 올해 121억달러(약 13조원)이지만, 오는 2030년에는 1179억달러(약 135조원)에 이를 것이라는 전망이 나옵니다.

반도체 강국인 우리나라는 AI 반도체 시장에서는 아직 3~4%의 점유율을 차지하고 있습니다.

이에 정부는 AI 반도체를 D램(메모리 반도체)에 이어 차세대 먹거리로 키우기 위해 집중 투자하기로 했습니다. 오는 2030년까지 고급 인재 3000여 명을 육성하고, 혁신기업 20개를 키운다는 계획입니다.