과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 ‘과기정통부’) 이종호 장관은 12일 경기창조경제혁신센터에서 ‘인공지능 반도체 최고위 전략대화’를 주재하고 AI 반도체 원천기술인 신경처리장치(Neural Processing Unit. 이하, NPU)과 저장·연산 동시 처리 차세대 반도체 ‘프로세싱 인 메모리(Processing In Memory. 이하, PIM)’ 등 AI 반도체의 3단계 고도화와 함께 AI반도체 소프트웨어개발, 실증체계 구축 등 종합적 기술개발 이행안 수립 등 '국산 인공지능 반도체를 활용한 케이-클라우드 추진방안'을 발표하였다.

‘케이-클라우드’ 추진방안은 세계 최고 수준의 초고속·저전력 국산 인공지능반도체를 개발, 이를 데이터센터에 적용해 국내 인터넷기반자원공유 경쟁력을 강화하고, 국민들에게 향상된 인공지능 및 인터넷기반자원공유 서비스를 제공하기 위한 정책이다.

이번 추진방안은 지난 9월 윤석열 대통령의 뉴욕 구상 발표 이후 수립된 '대한민국 디지털 전략'을 이행하기 위해 마련되었다. 추진 방안의 주요 내용은 다음과 같다.

첫째, 국산 인공지능반도체를 3단계에 걸쳐 고도화, 세계 최고 수준의 기술을 확보한다.

반도체는 인터넷기반자원공유 경쟁력의 근간인 데이터센터의 성능을 결정짓는 핵심적인 요소로, 아마존(AWS) 등 세계적인 인터넷기반자원공유 기업들은 자사 전용 인공지능반도체를 적극적으로 개발하여 적용 중이다.

정부는 세계 최고 수준의 초고속·저전력 국산 인공지능반도체 개발을 위해, 기존 인공지능반도체 사업을 종합하고 체계화하여 차세대지능형반도체 기술개발 및 PIM인공지능반도체 핵심기술개발 사업으로 예타 기준 ’23년부터 ’30년까지 총 8,262억원(예정)을 투자하는 고도화 이행안을 마련하였다.

먼저, 1단계(’23∼’25)로 현재 상용화 초기 단계에 있는 국산 NPU를 지속적으로 고도화(추론→학습)하고 데이터센터에 적용하여 성공 실적 확보 및 초기 시장 창출을 지원한다.

2단계(’26∼’28)에서는 디램 기반 상용 PIM과 국산 엔피유를 접합(패키징)하여 세계적 수준의 연산 성능을 저전력으로 구현(DRAM 기반 PIM)한다. 3단계(’29∼’30)에서는 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory)를 활용, 아날로그 MAC(Multiply Accumulate) 연산 기반의 NPU·PIM을 개발하여 극저전력화를 달성한다(NVM 기반 PIM).

이를 통해 ’30년까지 국내 데이터센터 시장의 국산 인공지능반도체 점유율을 80%까지 확대하고, 국내 인공지능반도체 기술 수준을 세계 최고 수준으로 향상시킨다는 계획이다.

둘째, 국산 인공지능반도체를 데이터센터에 적용하기 위한 소프트웨어 예타사업을 추진한다.

기존 인공지능반도체 사업들은 프로세서(HW) 개발을 목표로 진행되고 있어, 엔피유·핌 등 단계별로 고도화한 국산 인공지능반도체를 데이터센터에 적용하기 위해서는 추가적인 소프트웨어 개발이 필요하다.

이에 신규 예타사업을 추진하여, 국산 인공지능반도체에서 기저학습 등 인공지능 알고리즘을 초고속·극저전력으로 실행하는 컴파일러, 라이브러리, 인공지능모형 자동 병렬화 기술 등과, 이를 상용 인터넷기반자원공유에 적용하기 위한 가상머신(VM) 및 컨테이너, 가상 서버 클러스터 기술 등을 개발할 계획이다.

셋째, 단계별로 국산 인공지능반도체의 데이터센터 적용 및 인공지능·인터넷기반자원공유 서비스 제공을 추진한다.

인공지능반도체 고도화 단계별로 이를 데이터센터에 적용하고 인터넷기반자원공유 기반 인공지능서비스까지 제공하는 실증사업을 함께 추진한다. *사업은 (단계별 실증사업 추진) (1단계) 엔피유 팜 → (2단계) 핌 팜 → (3단계) 엔브이엠-핌 팜.

내년부터 시작되는 1단계 실증사업으로는 국산 엔피유 데이터센터 구축사업(신규)과 기존의 인공지능·인터넷기반자원공유 서비스 개발 사업을 연계하여 ’23년에 428억원(안), ’25년까지 3년간 약 1천억원(잠정)을 투자한다.

실증사업에서의 인공지능·인터넷기반자원공유 서비스는 우선 사회·경제적 파급력과 수요가 높은 4개 분야(안전·보건·교육·국방 등)를 중심으로 추진하고, 이를 바탕으로 성장 가능성이 높은 서버형 인공지능반도체(지능형가전가구, 금융기술 등), 엣지형 인공지능반도체(자율차, 가상현실 등) 등 주요 분야까지 확대할 계획이다.

넷째, 산·학·연 협력 강화를 위한 추진체계를 마련한다.

‘케이-클라우드’ 추진을 위한 민·관 협업 창구 마련 및 주요 과제 발굴을 위해, ‘국산 인공지능반도체 기반의 케이-클라우드 얼라이언스(인공지능반도체 기업, 인터넷기반자원공유 기업, 인공지능서비스 수요·공급 기업 및 관련 협회, 정부·연구기관 등 40여개 기관으로 시작, 향후 지속 추가 예정)를 구성한다.

또한, 인공지능반도체 기업과 대학이 협력하여 교육과정을 개발하는 ‘인공지능반도체 대학원’을 신설, 현장에서 요구되는 설계역량을 갖춘 최고급 인재를 양성한다(’23년∼, 3개교 신설).

2·3단계 PIM 고도화·실증을 위한 메모리 반도체 대기업과 산·학·연 간 기술 연계 등을 위해 ‘핌 허브(설계연구센터, 한국과기원)’의 역할을 강화하고, 관련 분야(인공지능반도체·인터넷기반자원공유·인공지능 등) 협업 강화를 위해 연구개발 지원기관인 한국전자통신연구원(ETRI)과 정보통신기획평가원(IITP) 조직을 강화한다.

이종호 장관은 “우리나라는 메모리 반도체 분야에서 세계 최고 수준의 경쟁력을 가지고 있으며, 이러한 기술력을 바탕으로 인공지능 시대의 핵심 기반 기술이자 반도체 산업의 새로운 성장 동력이 될 인공지능반도체를 세계 최고 수준으로 육성할 수 있다”며, “‘케이-클라우드’ 사업을 통해 국내 인공지능반도체 및 인터넷기반자원공유 경쟁력을 높여 국민들이 보다 좋은 인공지능 서비스를 제공받을 수 있도록 산·학·연이 힘을 모으겠다”고 밝혔다.

이날 전략대화에는 ‘케이-클라우드’ 논의를 위해 과기정통부 장관을 비롯하여 삼성전자·에스케이하이닉스 등 메모리 반도체 대기업과, 사피온·퓨리오사에이아이·리벨리온·딥엑스·텔레칩스 등 국내 인공지능반도체 기업 및 엔에이치엔·케이티·네이버 등 인터넷기반자원공유 기업의 대표 등이 참석하였으며, 차세대지능형반도체·PIM인공지능반도체 사업단장, 정보통신기획평가원·정보통신산업진흥원 원장, 한국전자통신연구원, 교육부·국방부 및 광주광역시 등 관련 주요 정부기관 대표자와 학계 전문가 등 20여명이 참여하였다.

전략대화 종료 후에는 ‘케이-클라우드 사업’의 성공적인 추진을 위한  ‘국산 인공지능반도체 기반의 케이-클라우드 얼라이언스(이하 ‘케이-클라우드 얼라이언스’)’ 출범식이 진행되었다.

‘케이-클라우드 얼라이언스’의 사무국은 정보통신산업진흥원(NIPA)이 담당하고, 분과별 운영을 통해 ‘케이-클라우드’ 관련 사업(데이터센터 실증사업, 소프트웨어 예타사업 등)에 대한 참여 기관 간 의견 수렴과 협력 방안 등을 이끌어낼 예정이다.

한편, 이날 같은 장소에서 국내 인공지능반도체 기술개발 현황 및 정보 공유를 위한 ‘2022 인공지능 반도체 미래기술 학술회의’가 개최되었으며, 인공지능반도체 산업 발전 유공자에 대한 장관 표창 시상식 및 인공지능 반도체 연구개발 성과 전시 등이 함께 진행되었다.