정부, 온디바이스 AI 칩 8종 개발 로드맵…가전용 1종 제조 앞당긴다

산업통상부가 11월 12일 국산 온디바이스 인공지능(AI) 칩 8종과 반도체 설계자산 2종을 2030년까지 개발·검증하는 로드맵을 서울에서 열린 AI반도체 M.AX 얼라이언스 총회에서 공개했다. 스마트가전용 칩 3종 가운데 1종은 제조 시점을 기존 계획보다 1년 이상 앞당긴다. 정부는 해당 칩이 들어갈 제품이나 새 제조 날짜는 밝히지 않았다.

이번 발표는 6월 시작한 8,002억원 규모 사업의 일정과 업체별 역할을 구체화했다. 산업부에 따르면 삼성전자 파운드리는 2027년 시제품 제작 수요 21회를 파악해 기존 생산 일정과 조율하고, 공정을 배정할 때 우선 반영할 계획이다. 이 가운데 3회는 2나노급 공정 수요다. 정부는 가전과 자동차를 만드는 기업도 초기 설계와 제품 시험을 맡도록 했다.

칩 설계 때부터 완제품 시험을 준비한다

로드맵은 가전용 3종에 더해 자율주행차용 1종, 협동로봇·휴머노이드·농작업 로봇·무인드론용 각 1종을 담았다. 두 설계자산은 각각 선단공정과 극한환경을 대상으로 한다. 10종이라는 합계에는 제품 안에 탑재하는 칩과 칩 설계에 사용하는 자산이 함께 들어 있다. 온디바이스 AI 반도체는 기기 자체에서 AI 연산을 처리하는 부품이다.

사업에는 칩을 설계하는 팹리스뿐 아니라 실제 제품에 칩을 넣을 업체와 구동 소프트웨어를 만드는 업체가 참여한다. 완제품 업체는 과제 총괄기관으로 개발·양산에 필요한 사양을 설계사와 공유한다. 정부 계획에는 칩을 제품에 연결하는 모듈과 소프트웨어 개발도 들어 있다. 완제품 업체는 개발한 부품을 실제 사용 환경에서 검증할 시험 공간을 제공한다.

휴머노이드 분야에서는 NC AI가 9월 3일 LG전자와 구성한 컨소시엄이 수행기관으로 선정됐다고 밝혔다. NC AI는 사람의 동작을 로봇에 맞춰 옮기는 소프트웨어와 초기 학습 데이터를 맡는다. 관절이 움직일 수 있는 범위나 몸의 비율이 사람과 다르기 때문에 로봇이 수행할 동작에 맞춰 데이터를 조정하는 작업이다. 이 과제에서 개발하는 반도체는 로봇 본체에서 동작 제어를 처리하는 데 쓰일 예정이다.

삼성은 2나노 3회 등 시제품 수요를 우선 반영

산업부 보도자료에는 2027년 공정별 시제품 제작 수요가 2나노 3회, 4나노 4회, 5나노 3회, 8나노 3회, 14나노 3회, 28나노 5회로 적혀 있다. 21회에는 여러 설계를 한 웨이퍼에 담는 멀티 프로젝트 웨이퍼(MPW)와 단독 제작이 함께 포함된다. 삼성의 기존 생산 일정과 조율해 배정하는 계획으로, 기업별 배정일과 양산 물량은 이번 발표에 제시되지 않았다.

삼성전자 파운드리의 MPW 서비스는 설계사가 웨이퍼와 회로 패턴을 새기는 데 쓰는 마스크 비용을 나눌 수 있게 한다. 완제품에 바로 넣을 물량을 주문하기에 앞서 여러 설계사가 같은 웨이퍼에서 시험용 칩을 만들어 각자 검증하는 방식이다. 삼성전자의 서비스 안내에 따르면 제작을 신청할 때 칩 크기와 필요한 샘플 웨이퍼 수량 등을 제출한다. 6월에 출범한 반도체 제조지원 태스크포스가 제조라인 배정과 제작 지원 방안을 마련해 왔고, 이번 로드맵에서 공정별 수요가 공개됐다.

설계자산은 팹리스가 칩 설계에 넣는 회로와 기술의 단위다. 산업부는 국내외 설계자산 기업이 대금 지급 조건을 유연하게 하고 공통 패키지를 제공하는 방안도 발표했다. 삼성 파운드리는 별도의 기존 파트너 프로그램에서 공정별 설계 자료와 시험용 실리콘을 제공한다. 파운드리 공정에 맞는 회로 설계 자료와 시험용 칩을 확보하는 단계는 시제품 생산에 앞선다.

올해 신규 과제 공고는 6월 11일 나왔고, 신청은 6월 18일부터 7월 10일까지 받았다. 당시 산업부가 제시한 전체 사업비는 8,002억3,000만원이며 국비는 5,111억1,000만원이다. 산업부는 9월 23일 한국산업기술기획평가원에 올해 사업비 1,305억원을 보냈다고 10월에 밝혔다. 평가원이 협약을 마친 연구기관에 지급한 금액은 9월 30일 기준 706억원이다. 11월 로드맵에 적힌 8,002억원은 여러 해에 걸친 전체 사업 규모다.

11월 총회에서 출범한 민관합동 전략위원회는 산업부 차관과 김진상 경희대 총장이 공동으로 맡는다. 위원회는 사업 진행 중 업체 사이에 생기는 기술적 쟁점을 조율한다. 개발과 시험의 연차별 계획은 매년 초 위원회가 심의해 확정한다.