[디지털데일리 고성현 기자] 막대한 인공지능(AI) 비용 절감을 위한 반도체 업계의 '탈엔비디아' 기조가 확산되는 가운데 국내 AI 반도체 기업들이 글로벌 시장에서 어떠한 경쟁력을 보여줄 수 있을지 관심이다. 특히 올해 각 기업별 주요 제품의 양산과 해외 판촉이 본격화될 것으로 보여, 진정한 시험대에 오르게 됐다는 평가가 나온다.

4일 업계에 따르면 AI반도체 스타트업 퓨리오사AI는 2세대 신경망처리장치(NPU) 칩 '레니게이드' 양산 마무리 단계에 접어들었다. 올해 상반기 중 TSMC로부터 이 칩을 받아 보드에 실장한 후, 하반기 중 국내외 고객사에 샘플용으로 제공할 것으로 관측된다.

레니게이드 칩은 퓨리오사AI가 자체 개발한 서버용 NPU다. TSMC 5나노미터(㎚) 공정에서 설계됐으며, 국내 기업이 출시한 NPU 중에서는 처음으로 고대역폭메모리(HBM) 4세대 제품인 HBM3를 지원한다. 14나노 공정 기반 1세대 칩인 '워보이'와 달리 AI 데이터센터·서버·하이퍼스케일 등에서 폭넓게 활용될 것으로 예상된다.

리벨리온은 올해 상반기 중 삼성 파운드리 5㎚ 공정 기반 NPU '아톰'을 양산해 KT클라우드 데이터센터에 공급할 계획을 세웠다. 하반기에는 4㎚ 공정 기반의 차세대 칩 '리벨'도 준비 중이다. 리벨 개발 과정에는 삼성전자가 칩 설계 과정부터 협력하며 HBM3E 탑재까지 예정된 것으로 알려졌다.

SK텔레콤에서 분사한 팹리스 사피온은 지난해 11월 발표한 차세대 NPU 'X330'을 올해나 내년 중 양산한다. X330은 TSMC 7㎚ 공정 기반 AI 추론용 NPU로, 지난 X220(TSMC 28㎚ 공정) 대비 처리 속도가 4배 빨라졌다. 이 칩은 SKT 등 내부 관계사와 NTT도코모 자회사 도코모이노베이션스 등과의 개념검증(PoC)를 거친 후 고객사향 샘플이 제공될 전망이다.

이들 스타트업은 차세대 칩 양산 돌입으로 글로벌 시장 생존을 위한 시험대에 본격적으로 오르게 됐다. 1세대 칩이 양산됐던 때에는 생성형 AI 시장이 주목받지 않았고 성능도 제한돼 실험적인 성격이 컸지만, 올해부터는 AI 추론(Inference)용 칩 수요가 점점 증가하는 추세에 접어들고 있어서다.

AI 반도체 시장의 지각변동이 급격하게 일어나는 점도 주목해야 할 대목이다. 현재 시장은 엔비디아가 대부분 과점하고 있다. 다만 높은 전력비와 칩 가격이 문제가 되고, 추론용 주문형반도체(ASIC) 수요가 올라가면서 엔비디아 진영을 벗어나려는 고객사들의 시도가 늘고 있다. 메타·아마존웹서비스(AWS)·마이크로소프트 등 빅테크가 자체 AI 칩을 개발하는 것도 이와 무관치 않다.

업계는 반도체 칩 고객사가 한번 낙점한 공급사를 되도록 바꾸지 않는다는 것을 고려했을때 현재가 가장 시장 진입이 용이하다고 평가했다. 바꿔 말하면, 지금 시기를 놓치면 시장 진입 자체가 어려워진다는 의미로 풀이된다.

실제 서버 환경에서의 검증을 빠르게 진행하고, 납품 이력을 확보하는 것이 이들 팹리스의 시급한 과제다. 제공한 샘플이 고객사로부터 검증을 받고, 상업적 활용을 위한 대량(Volume) 양산까지 돌입해야만 글로벌 고객사로 공급할 가능성이 높아진다. 약점으로 꼽혀온 소프트웨어 개발 도구(SDK), 프레임워크 최적화 등 개발 편의성의 검증도 필요할 것으로 관측된다.

반도체 업계 관계자는"생성형 AI 시대가 도래한 만큼 LLM을 포함한 다양한 AI 모델을 커버할 수 있는 역량을 갖추기 위한 개발이 필요할 것"이라며 "S/W뿐 아니라 H/W측면에서 절대적 설계 역량을 높이는 것도 과제"라고 말했다.