[더테크 서명수 기자]  AI 기술 패권 경쟁이 본격화되는 가운데 정부가 국산 AI반도체를 차세대 국가 전략산업으로 육성하기 위한 청사진을 내놓았다. 과학기술정보통신부는 산업통상자원부 등 관계부처와 함께 12월 18일 열린 제2회 과학기술관계장관회의에서 ‘AI반도체 산업 도약 전략’을 확정했다고 밝혔다.

AI반도체는 AI 학습과 추론 성능을 좌우하는 핵심 인프라로, 글로벌 경쟁이 가장 치열한 분야로 꼽힌다. 생성형 AI 확산과 함께 로봇·자율주행·제조 등 피지컬 AI 활용이 본격화되면서, AI반도체 시장은 메모리 반도체에 필적하는 규모로 급성장할 전망이다. 가트너에 따르면 세계 AI반도체 시장은 2024년 713억 달러에서 2028년 1,590억 달러로 확대될 것으로 예상된다.

특히 막대한 전력 소모와 비용 부담이 큰 GPU 중심 구조에서 벗어나, 저전력·저비용의 AI 추론 특화 반도체인 NPU가 새로운 대안으로 부상하고 있다. 정부는 이러한 시장 변화가 국내 AI반도체 산업 도약의 기회라고 판단했다.

이번 전략의 핵심 목표는 2030년까지 글로벌 AI반도체 유니콘 기업 5곳과 기술 선도 강소기업 5곳을 육성하는 것이다. 정부는 ‘K-엔비디아’ 탄생을 비전으로 내세우고, 기술혁신·수요 창출·투자 및 인재 육성을 중심으로 산업 생태계 전반을 강화한다는 방침이다.

우선 국산 NPU 상용화를 가속하기 위해 독자 AI 파운데이션 모델과 연계한 ‘K-NPU 프로젝트’를 추진한다. 대규모 언어모델에 최적화된 NPU 성능 고도화와 함께, 2027년까지 155페타플롭스 규모의 NPU 테스트베드를 구축해 상용 서비스 수준의 실증을 지원한다. 또한 수요·공급 기업이 함께 참여하는 성능 평가 체계 ‘K-Perf’를 통해 객관적인 검증과 개선을 이어간다.

피지컬 AI 시대를 대비한 초저전력 AI반도체 기술 확보도 병행한다. 디바이스 자체에서 AI 추론과 학습이 가능한 특화 NPU를 개발하고, PIM·뉴로모픽 반도체 등 차세대 기술의 조기 사업화를 추진한다. 국산 AI반도체 기반의 컴퓨팅 인프라 자립화를 위해 하드웨어뿐 아니라 CUDA 대응 소프트웨어 풀스택 개발과 개방형 생태계 조성도 지원한다.

수요 측면에서는 공공부문 AI 전환에 국산 NPU를 적극 도입해 초기 시장을 창출한다. 행정·치안·국방·도시 단위 온디바이스 AI 등 범정부 과제를 통해 확산을 유도하고, 민간에서는 자동차, 로봇, 가전, 방산 등 주력 산업을 중심으로 온디바이스 AI반도체 상용화를 추진한다. 해외 시장에서는 ‘AI 서비스+국산 NPU’ 패키지를 앞세워 동반 진출을 지원한다.

이와 함께 정책 펀드를 활용한 대규모 투자와 AI반도체 특화 인재 양성도 본격화한다. 정부는 민·관 협력을 강화하기 위해 내년 상반기 ‘AI반도체 민·관 전략협의회’를 출범시킬 예정이다.

배경훈 부총리 겸 과기정통부 장관은 “AI반도체는 AI G3 도약을 위한 핵심 열쇠”라며 “국산 NPU의 빠른 상용화와 산업화를 통해 K-반도체의 새로운 성공 신화를 만들어가겠다”고 밝혔다.