메모리만으론 부족…피지컬 AI 확산에 '시스템반도체' 키운다

[아이뉴스24 권서아 기자] 인공지능(AI)이 로봇·자율주행 등 현실 영역으로 확장되는 '피지컬 AI' 단계에 들어서면서, 국내 반도체 산업의 구조 전환 필요성이 부각됐다. 메모리 중심 경쟁력만으로는 한계가 뚜렷해지면서 시스템반도체 설계 역량과 생태계 구축이 핵심 과제로 떠올랐다.

김경호 한국팹리스산업협회 회장은 28일 경기 성남 판교에서 열린 '2026 시스템반도체 얼라이언스 피지컬 AI 상용화 전략 포럼'에서 "피지컬 AI는 기업 단위로 접근하기 어려운 영역"이라며 "팹리스(반도체 설계)와 파운드리(반도체 위탁생산), 수요기업이 함께 협력하는 구조를 만들어야 한다"고 말했다.

이번 포럼은 한국팹리스산업협회와 반도체공학회, 한국전자기술연구원이 공동 주관했다.

최기영 반도체공학회 회장(전 과학기술정보통신부 장관)은 "국내 반도체 산업은 메모리 분야에서 세계 시장 점유율 70% 수준을 확보하고 있지만, 반도체 시장 전체에서 메모리는 3분의 1에 불과하다"며 "시스템반도체를 함께 키우지 않으면 산업 경쟁력의 지속성을 담보하기 어렵다"고 말했다.

이어 "AI 반도체는 메모리와 시스템반도체가 함께 패키징되고 집적되는 방향으로 가고 있다"며 "설계 역량을 포함한 시스템반도체 경쟁력이 필수"라고 강조했다.

임기택 한국산업기술기획평가원 PD는 "국내 시스템반도체 기업의 글로벌 점유율은 십수 년간 3% 안팎에 머물러 있고 최근에는 더 낮아지고 있다"고 진단했다.

김경기 반도체공학회 수석부회장은 "피지컬 AI에서는 칩 성능보다 시스템을 어떻게 구성하느냐가 중요하다"며 "메모리와 패키징, 파운드리까지 포함한 통합 설계 역량이 경쟁력을 좌우할 것"이라고 말했다.

그는 "한국은 메모리 분야에서는 강하지만 설계 역량은 부족하다"며 "이대로 가면 글로벌 시장에서 부품 공급 역할에 머물 수 있다"고 지적했다.

이어 엔비디아를 언급하며 "경쟁력은 그래픽처리장치(GPU)가 아니라 소프트웨어와 플랫폼에서 나온다"며 "팹리스·파운드리·설계자산(IP)·전자설계자동화(EDA)가 결합된 생태계 구축이 필요하다"고 강조했다.

또 "피지컬 AI는 산업별로 요구가 다른 시장"이라며 "자율주행, 로봇 등 분야별 요구를 충족하는 설계가 필요하다"고 덧붙였다.

기업들도 같은 문제의식을 공유했다. 딥엑스는 데이터센터 중심 AI의 한계를 짚으며 저전력 반도체 필요성을 강조했다. 송준호 CTO는 "데이터 이동 지연과 전력, 비용 문제가 동시에 커지고 있다"며 "디바이스에서 직접 처리하는 방식이 필요하다"고 말했다.

노타AI는 AI 모델과 메모리 간 격차를 지적했다. 채명수 대표는 "AI 모델이 커지는 속도가 메모리 증가 속도를 앞서고 있다"며 "경량화와 최적화가 핵심 경쟁력"이라고 말했다.

업계는 피지컬 AI 확산과 함께 반도체 경쟁 방식이 바뀌고 있다는 데 의견을 같이했다. 메모리 중심에서 벗어나 설계와 소프트웨어까지 포함한 대응이 필요하다는 지적이다.