인공지능(AI) 기술 혁신이 빠르고 지속적으로 진행됨에 따라 AI 반도체에 관한 관심도 늘고 있다. AI 반도체는 AI 기술을 구현하는 데 사용되는 반도체로, 일반적인 컴퓨터나 스마트폰에 사용되는 반도체와는 다른 특성을 가지고 있다. AI 반도체는 AI 알고리즘을 처리하는 데 필요한 계산 능력과 데이터 처리 속도를 제공하며, 이를 통해 AI 기술의 발전과 함께 더욱 중요성이 높아지고 있다.
이와 관련해 정보통신산업진흥원(NIPA)에서는 AI 반도체 발전 현황과 주요국 동향 등을 총정리한 보고서(『AI반도체 시장동향 보고서 2024』)를 발간했다. 여기서는 보고서 주요 내용을 소개하고 블로그 맨 아래에 보고서 전체를 볼 수 있는 링크를 공유한다.
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| (사진 출처: www.azom.com/article.aspx?ArticleID=22695) |
AI반도체 발전 현황
(2021~2022) 빅테크 기업의 AI 칩 개발 박차
• 2021년에는 빅테크 업체들의 AI 칩 개발에 나섰음. 중국의 바이두(Baidu)는 쿤룬(Kunlun) AI 칩 양산에 돌입하였으며, 엔비디아(Nvidia)는 AI와 자율주행차, 메타버스 등을 지원하는 신형 칩을 출시함. 인텔 역시 이에 대항하여 새로운 AI 칩을 출시하였음. 대기업 이외에도 AI 칩 개발에 나서는 곳이 많았는데, 이스라엘 AI 칩 제조업체 Hailo는 유니콘에 등극하였으며 MIT는 레고 블록을 닮은 모듈식 AI 칩을 개발하였음
(2023~2024) 정교화된 AI 칩의 출시
• 2023년부터는 AI 등 첨단 기술이 고도화됨으로써 정교화된 AI 칩의 출시가 증가했음. IBM은 뇌를 모사한 AI 반도체를 개발했으며, 메타(Meta)는 자체 설계한 AI 반도체 2종을 공개함. 특히 중국이 이 분야에서 선전하고 있는데, 대규모 AI 칩 공장 건설을 추진하였으며, 세계 최초 광학 AI 칩 개발에 성공하였음. 또한 TSMC는 데이터센터용 AI 칩 개발을 위해 애플(Apple)과 협력한다고 발표함
AI반도체 시장 규모
글로벌 AI반도체 시장 규모, 2033년까지 CAGR 31.2%
• 글로벌 시장조사 기관 마켓어스(market.us)의 조사에 따르면, 글로벌 AI반도체 시장 규모는 2023년 230억 달러(약 30조 3,324억 원)를 기록하였으며, 2024년에는 300억 달러(약 39조 5,250억 원)를 기록할 것으로 추산됨
• 최근 다양한 산업에서 AI 활용이 증가함에 따라 AI 반도체 시장은 비약적으로 성장하고 있음. 마켓어스는 2023년부터 2033년까지 기간동안 연평균 성장률 31.2%를 기록하며 3,410억 달러(약 449조 2,675억 원)로 성장할 것이라고 전망함
AI 칩, 글로벌 칩 시장의 약 11% 차지할 전망
• 딜로이트(Deloitte)의 예측에 따르면, 2024년 AI 칩 판매량은 전체 칩 판매량의 11%를 차지할 것으로 예상됨. 이는 다양한 분야의 기업이 운영에 AI 기술을 도입함에 따른 것으로, 향후 AI 칩의 중요성은 더욱 커질 것으로 보임
• 특히 AI 칩이 많이 활용되는 부문은 GPU 개발로 전체의 32%를 차지함. GPU는 여러 작업을 동시에 처리할 수 있어 AI 개발 분야에서 주로 활용되고 있음. 자율주행차와 고성능 컴퓨터, 딥러닝 애플리케이션 등 AI 활용 범위가 넓어짐에 따라 GPU와 AI 칩에 대한 수요는 증가할 전망임
AI반도체 선진국가
AI반도체 특허 출원 건수를 기준으로 선진국가를 선정함
• AI반도체 특허는 AI 기술 발전을 알 수 있는 척도임. 이에 AI 반도체 특허 출원 건수를 기준으로 선진국가를 선정함
미국, 2025년까지 AI반도체 시장규모 410억 달러 전망
• 미국은 특허 신청 점유율이 37%로 전 세계 1위를 차지함. 미국에서는 민간기업이 AI반도체 개발을 주도하고 있으며, 국방부는 차세대 반도체 리더십 확보를 위한 장기적인 기술과제 해결에 나서고 있음. 또한 상무부는 국내 반도체 제조시설 구축 등을 지원함
• 미국은 2019년 백악관 국가과학기술위원회에서 인공지능 반도체 관련 연구 분야를 제시하면서 적극적인 개발에 나섰음. 또한, ‘AI Next’ 프로그램을 통해 정부 주도의 차세대 인공지능 R&D 계획을 발표함
중국 AI 칩 시장, 수요 증가로 빠르게 성장 중
• 중국의 AI 칩 시장은 기술 발전과 국내 수요 증가에 힘입어 급속하게 성장하고 있음. IDC의 최신 조사에 따르면, 2023년 AI 칩 출하량은 약 140만 대로 증가하였으며, 이 중에서도 GPU가 무려 85%의 시장 점유율을 차지함
• 중국 정부 역시 AI 칩 개발을 적극적으로 나서고 있음. 2017년에는 ‘2017 차세대 인공지능 발전계획’을 발표하고 주요 연구 분야 중 하나로 인공지능 반도체를 제시함. 또한, 제14차 5개년 국가정보화 계획에서는 디지털 경제 발전을 위한 핵심 기술로서 첨단 칩과 뉴로 칩(nerochip) 기술을 포함함
AI반도체 신흥국가
국가별 AI반도체 특허 출원 건수를 기반으로 신흥국가를 선정함
• AI 반도체 선진 국가를 제외한 국가 중 특허 출원 건수가 많은 국가를 신흥 국가로 선정함
일본 AI 칩 시장규모, 2032년까지 CAGR 32.1%
• IMARC의 조사에 따르면, 일본 AI 칩 시장 규모는 2024-2032 기간동안 연평균 성장률 32.1%를 기록할 것으로 전망됨. 일본에서는 자동차와 의료, 가전제품 등 다양한 분야에서 AI 기술 수요가 증가함에 따라 시장이 빠르게 확대되고 있음. 또한, IoT 기기와 스마트 애플리케이션 활용 증가로 AI 칩에 대한 의존도는 더욱 높아질 것으로 보임
• 일본은 반도체 산업 활성화를 위해 새로운 법안을 발표함. 해당 법안은 반도체의 일본 내 생산을 촉진하고, 인적 자원을 강화하며 국제적 기관과의 협력을 늘려가는 것을 골자로 함. 그 일환으로, 일본 정부는 미국 스타트업 텐스토렌트(Tenstorent)와 협력하여 고급 AI 칩을 개발하고 있음. 이를 통해 반도체 산업에서의 주권을 되찾고 반도체 산업에서의 입지를 향상시키겠다는 방침임
대만, 반도체산업 혁신에 10년간 12조원 투입
• 대만은 ‘반도체 칩 주도의 대만 산업 혁신 방안’을 통과시키고 반도체 산업 혁신을 위해 향후 10년 간 3,000억 대만달러(약 12조 5,000억 원)를 투자할 계획이라고 발표함. 대만 정부는 경제부, 교육부, 디지털부, 국가발전위원회(NDC) 등 관련 부서와 협력해 이번 방안을 시행할 것이라면서 우선 내년에 120억 대만달러(약 5008억 원)를 투입할 예정임
• 또한 대만은 최근 AI 테스트베드로 떠오르고 있음. 애플은 대만에 데이터센터를 설립한다고 발표하였으며 오픈AI도 AI 칩 생산을 위해 대만의 TSMC와 협력을 추진하고 있음
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