에이직랜드, '韓 기업 유일' 차세대 뉴로모픽 글로벌 프로젝트 참여…'GPU 대비 600배 효율' 설계한다

[프라임경제] 주문형반도체 디자인 솔루션 전문기업 에이직랜드(445090)가 세계 최초로 뉴로모픽 프로세스를 상용화한 글로벌 AI 반도체 기업인 브레인칩과 함께 한다. 국내 기업 중 유일하게 진행되는 이번 협력을 통해 '차세대 AI의 심장'으로 불리는 뉴로모픽 칩의 글로벌 선점에 본격 나선다. 

브레인칩은 현지시간으로 지난 13일 호주 증권거래소 공시(ASX Announcement)를 통해 TSMC 12nm 공정을 기반으로 한 'AKD2500' 실리콘 프로젝트에 공식 착수했다고 밝혔다. 엣지 AI 플랫폼 고도화를 위한 전략적인 행보로, 프로토타입은 올해 3분기 출시 예정이다.

브레인칩 측은 "본 프로젝트는 에이직랜드와의 계약을 포함해 다수의 구속력 있는 제3자 합의가 이행됨에 따라 본격 착수됐다"며 "에이직랜드는 브레인칩의 전략적 기술 로드맵에 맞춘 특수 집적 회로(ASIC) 개발을 위해 설계 지원, TSMC 파운드리 코디네이션, 패키징 및 테스트 등 맞춤형 ASIC 개발 서비스를 제공하게 된다"고 발표했다. 

이종민 에이직랜드 대표는 "TSMC의 VCA(Value Chain Alliance) 파트너로서 저전력 엣지 AI 및 턴키(Turnkey) 설계 분야에서 독보적인 기술 리더십을 쌓아왔다"며 "이번 전략적 파트너십은 에이직랜드가 입증해 온 설계 전문성과 브레인칩의 업계 선도적인 '아키다' 지적재산권(IP)이 강력하게 결합된 결과"라고 강조했다.

'인공지능(AI) 반도체 중 가장 진화된 반도체'로 불리는 뉴로모픽은 인간의 뇌와 신경계 정보처리 방식을 회로 수준에서 모사해 초저전력·저지연을 구현하는 차세대 반도체다. 

데이터 이동이 많은 기존 '폰 노이만' 방식의 병목 현상을 극복하기 위해 △이벤트 발생 시에만 계산하고 △메모리 근처에서 처리하며 △비동기 통신을 수행하기에 에너지 효율을 극대화한다.

실제로 유회준 한국과학기술원(KAIST) PIM반도체연구센터 및 AI반도체대학원 교수 연구진은 지난 2024년 3월 뉴로모픽 컴퓨팅 방식을 활용한 AI 반도체를 개발, 엔비디아의 그래픽처리장치(GPU)인 'A100'보다 600여 배 전력 효율이 높음을 확인했다고 발표하기도 했다.

이러한 뉴로모픽 칩은 연산과 저장이 하나의 칩 안에 이뤄짐에 따라 불필요한 설계와 데이터 이동 과정이 사라져 전력 소비도 극도로 낮출 수 있다. 전력 효율과 실시간 적응력(On-chip learning)이라는 강력한 무기를 통해 △휴머노이드 로봇 △우주 △AI 및 엣지 컴퓨팅 △데이터센터 등 다양한 미래산업에서 각광을 받고 있다.

뉴로모픽 컴퓨팅 시장은 향후 10년 내 수십 배 이상의 성장을 기록할 것으로 전망된다. 뉴로모픽 칩 시장은 2024년 약 9657만 달러(약 1395억원)에서 2032년 약 21억7000만 달러(약 3조1352억원)로 연평균 47.6% 성장이 예상되고 있다. 

뉴로모픽 컴퓨팅 시장으로 보면 2029년 약 41억 달러(약 5조9237억원) 규모에 이를 것으로 관측되고 있다.

브레인칩은 세계 최초로 뉴로모픽 AI 칩을 상용화한 선구적인 기업이자 실제 플랫폼을 판매하고 있는 '세계 1위' 기업이다. '아키다'라는 고유의 신경망 처리 장치(NPU) 플랫폼을 통해 시장을 선도하고 있다. 메르세데스 벤츠, 르네사스 같은 대기업들이 파트너로 참여하고 있다.

에이직랜드는 국책과제를 통해 통해 AI 팹리스 전문기업 디퍼아이와 함께 뉴로모픽 반도체 모듈 및 칩 개발에 성공한 바 있다. 

이와 관련해 에이직랜드 관계자는 "그 어떤 기업이든 당사에 관련 설계 요청이 들어온다면 노하우를 활용해 당장 협업도 가능하다"며 "'뉴로모픽 시대'가 개화된다면 관련 레퍼런스를 보유하고 있는 당사에 긍정적인 영향이 있을 것이다. 미국을 비롯한 해외 진출도 지속할 것"이라고 말했다.

아울러 "이번 협력을 통해 탄생할 실리콘은 클라우드 연결 없이도 기기가 스스로 학습하고 판단하는 수준에 도달함을 의미한다"며 "특히 전력 효율이 중요한 웨어러블 의료 기기나, 극한의 환경에서 작동해야 하는 우주선 및 드론 시스템에서 뉴로모픽 칩은 필수적인 요소가 될 것"이라고 덧붙였다.

끝으로 "이번 성과는 한국 반도체 산업이 단순 제조를 넘어 고부가가치 설계 서비스 분야에서도 글로벌 리더로 도약할 수 있음을 보여준다"며 "정부의 반도체 연구개발(R&D) 지원과 세제 혜택 등 정책적 뒷받침이 강화되는 시점에서 국내 시스템 반도체 생태계의 질적 성장을 견인할 것"이라고 언급했다.

업계에서도 뉴로모픽 칩 시장이 본격적으로 열리고 투자가 활성화된다면 에이직랜드가 가장 큰 수혜를 받을 것으로 점치고 있다. 기술력 뿐만 아니라, 전세계 반도체 파운드리 기업 중 점유율 1위인 TSMC의 국내 유일 공식 협력사(VCA, Value Chain Alliance)라는 강점을 지니고 있기 때문이다.

향후 SK하이닉스(000660)가 뉴로모픽 칩을 본격적으로 생산할 경우의 동행 가능성도 거론되고 있다. SK하이닉스는 에이직랜드의 주요 고객사이기도 하면서 TSMC와의 관계도 이어가고 있다. 

한편 정부는 지난 11일 인공지능(AI) 반도체의 실증과 상용화 기회를 확대하기 위해 올해 안에 2조원 규모의 반도체 특별회계를 신설하고, 온디바이스 AI반도체 공동개발 및 상용화 사업에 앞으로 5년 동안 1조원을 투입할 계획을 밝히기도 했다.