과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 ‘과기정통부’) 이종호 장관은 6월 26일 판교 NHN클라우드에서 제3차 ‘인공지능 반도체 최고위 전략대화’를 주재하고, ‘K-클라우드 프로젝트’ 1단계 착수보고회를 가졌다.

최근 초거대 언어모델 기반의 생성형 AI 등장과 확산으로 AI 연산에 특화된 고성능·저전력 AI반도체의 중요성이 부각되고 있다. 글로벌 시장조사업체 가트너는 세계 AI반도체 시장이 2021년 347억 달러에서 2026년 861억 달러(現 메모리 반도체 시장의 50% 규모)로 연평균 16% 급성장할 것으로 전망하였으며, 엔비디아는 물론 AMD, MS, 아마존, 구글 등 글로벌 기업들도 AI반도체 개발 경쟁을 본격화하고 있다. 이러한 상황에서 정부는 국산 AI반도체 개발을 위해 산·학·연과 함께 ‘K-클라우드 프로젝트’를 추진하고 있다.

◆국산 AI반도체를 활용한 ‘K-클라우드 프로젝트’

‘K-클라우드 프로젝트’는 세계 최고 수준의 초고속·저전력 국산 AI 반도체를 개발, 이를 데이터센터에 적용하여 국내 클라우드 경쟁력을 강화하기 위한 정책이다. 정부는 지난해 12월 「국산 AI반도체를 활용한 K-클라우드 추진방안」을 발표하였다.

이를 통해 2023년부터 2030년까지 총 8,262억원(예정)*을 투자하여 국산 AI반도체를 3단계(NPU → 저전력PIM → 극저전력PIM)에 걸쳐 고도화하고, 단계별로 데이터센터에 적용하여 클라우드 기반 AI서비스까지 제공하는 실증사업도 함께 추진한다고 밝힌 바 있다.

◆‘K-클라우드 프로젝트’ 1단계 사업

이번에 착수하는 ‘K-클라우드 프로젝트’ 1단계 사업은 현재 상용화 초기 단계에 있는 국산 NPU를 데이터센터에 적용하고 클라우드 기반 AI 서비스까지 제공하는 실증사업이다. 국산 NPU 데이터센터 구축사업(신규)과 기존의 AI·클라우드 서비스 개발 사업을 연계하여 2023년 약 376억원을 시작으로, 2025년까지 약 1천억원(잠정)을 투자한다. 올해 2월 사업 공고를 시작하여 5월에 협약을 완료하였으며, 오늘 착수보고회를 계기로 본격적인 사업에 착수한다.

그간 정부는 AI반도체 기술개발에 꾸준히 투자해왔으며, 그 결과 현재 여러 국산 AI반도체(NPU)가 출시되어 상용화 초기 단계에 있다. 본격적인 시장 진출을 위해서는 일정 규모 이상의 실제 데이터센터와 서비스에 적용하여 검증된 레퍼런스를 확보하는 것이 중요하다.

이에 정부는 ‘K-클라우드 프로젝트’를 통해 올해부터 국산 NPU 데이터센터 구축사업 등에 착수, 국산 AI반도체를 클라우드 데이터센터에 적용하고 서비스까지 실증하여 레퍼런스를 조기 확보할 수 있도록 지원한다. 이를 통해 국산 AI반도체의 국내 시장을 조기 창출할 뿐 아니라 글로벌 시장 진출까지도 지원한다는 계획이다.

국산 NPU 데이터센터 구축사업은 2개 사업으로, 민간과 공공(광주) 2개 부문에 각각 데이터센터를 구축한다. 공고 당시 각 사업당 목표는 ‘연산용량 10PF 이상’의 국산 NPU 기반 데이터센터 구축이었으나, 참여 기업들의 적극적인 의지로 각 데이터센터의 연산용량이 2배로 확대되어 총 39.9PF 규모로 착수한다.

이번 사업에는 국내 클라우드·AI반도체·AI서비스 기업이 컨소시엄으로 참여하며, ▲클라우드 기업은 네이버클라우드·NHN클라우드·KT클라우드, ▲AI반도체 기업은 리벨리온·사피온코리아·퓨리오사AI가 참여한다. 이들 기업은 착수보고회를 통해 다음과 같은 각오를 내비쳤다.

◆국내 클라우드 기업들의 추진 현황 및 계획

먼저, NHN클라우드는 이번 사업을 통해 민간과 공공 부문 각각 11PF, 총 22PF 이상 규모의 국산 AI반도체 기반 데이터센터를 구축한다는 계획을 발표했다. 이는 이번 사업의 50% 이상에 달하는 규모이자 최대 규모로, 국산 NPU 지원 플랫폼 개발과 클라우드 상품화를 통해 사용자들의 접근성과 활용도를 제고할 예정이다.

NHN클라우드는 이전에 국내 최초로 클라우드 환경에서 국산 NPU 기반의 응용서비스 실증(7종)을 성공적으로 마친 경험이 있다. 이를 바탕으로 ‘K-클라우드 프로젝트’에 자사 역량을 최대로 투입, 국산 NPU 활용의 선도사업자로서 K-클라우드 생태계 발전을 적극 지원한다는 계획이다.

네이버클라우드는 민간과 공공 부문(각 4.5PF)을 더해 총 9PF 규모의 국산 AI반도체 기반 데이터센터를 구축하겠다고 밝혔다. 우선 퓨리오사AI의 칩을 적용하여 자연어처리, 교육, 안전관제 분야의 실증서비스를 검증하고, 이후 다른 국산 AI반도체를 추가 적용하여 AI반도체 운영 효율성을 고려한 클라우드 플랫폼을 구축 및 운영할 계획이다.

네이버클라우드는 이번 사업을 통해 글로벌 수준의 AI-IaaS(AI 클라우드 인프라)를 마련하고 다양한 AI 서비스의 실증을 통해 국산 AI 반도체 레퍼런스를 확보하겠다고 밝혔다. 국내 AI 반도체와의 긴밀한 기술협력을 통해 검증된 레퍼런스와 기술력을 바탕으로 아시아, 북미 등 보유하고 있는 자체 리전(복수의 클라우드 데이터센터)에 점진적으로 확산, 배포하여 경쟁력을 확보한다는 계획이다.

KT클라우드는 이번 사업에서 민간과 공공 부문(각 4.45PF)을 더해 8.9PF 규모의국산 AI반도체 기반 데이터센터와 클라우드 플랫폼을 설계·구축하고, AI응용서비스를 실증할 계획이다. 국산 AI반도체, SW스택, 클라우드 플랫폼, AI응용서비스까지 어우르는 AI 풀스택(Full-stack)을 완성해 오는 2025년까지 글로벌 시장에 진출하겠다는 포부도 밝혔다. KT의 초거대 AI인 ‘믿음’의 국산 AI반도체 기반 상용화 가능성도 이번 사업을 연계하여 검증할 예정이다.

한편, KT클라우드는 지난달 30일 리벨리온의 '아톰(ATOM)'을 탑재한 클라우드 기반 NPU 인프라 서비스의 상용화 착수를 국내 최초로 추진한 바 있다. 별도 서버 구축 없이도 전용 포털을 통해 몇 번의 클릭만으로 고객이 직접 자원 생성, 연산 세션 활용, 관리 및 모니터링 등을 할 수 있도록 사용 편의성을 높였다.

◆국내 AI반도체 기업들의 추진 현황 및 계획

클라우드 기업 뿐 아니라 사업에 참여하는 AI반도체 기업들도 각자의 각오를 밝혔다. 사피온코리아는 이번 사업에서 AI반도체 기업들 가운데 최대 규모인 총 20PF(공공 10PF, 민간 10PF)에 해당하는 칩을 공급할 예정이다. 올해는 X220을 활용하여 시범 서비스를 위한 인프라를 구축하고, 내년에는 부동소수점 연산에서 4배 이상의 성능 효율 향상을 제공하는 X330으로 초거대언어모델(LLM) 및 영상처리응용 등에 활용되는 데이터센터를 구축한다는 계획이다.

사피온코리아는 이번 사업을 통해 관제, 의료, 국방, 교통 등 다양한 분야에서 실증을 진행하여 인프라를 검증하고, 지속적인 수요 창출의 기회로 삼겠다고 밝혔다. 또한 NPU 기반 AI 추론 클라우드 시스템인 아티퍼런스(Artiference)와 SDK(소프트웨어 개발 도구)를 함께 제공하여 개발자 사용 편의성을 높이고, 클라우드·AI반도체·AI서비스 기업 간 유기적 협업을 통해 국내 AI 산업 생태계 발전 및 강화에 적극 나서겠다고 밝혔다.

리벨리온의 삼성전자의 5나노 EUV 공정을 통해 생산된 AI반도체인 아톰(ATOMTM)으로 현재 국내에서 유일하게 부동소수점(Floating point) 연산을 지원한다. 리벨리온은 이번 사업에 아톰을 활용, 1차년도에 2PF 이상, 3차년도까지 총 8.9PF 이상의 칩을 공급하고 지능형 관제 솔루션과 헬스케어AI 솔루션을 실증할 예정이다.

아톰은 현재 국내에서 유일하게 생성 AI를 가속할 수 있는 AI반도체로, 지난 4월 AI반도체 성능 테스트 대회인 MLPerf에서 엔비디아와 퀄컴을 앞서는 성능과 국내 최초 트랜스포머 모델의 가속을 검증받았다. 리벨리온은 국내 클라우드 기업과의 협력을 기반으로 ‘K-클라우드 프로젝트’를 해외 진출의 계기로 삼겠다는 계획이다.

퓨리오사AI는 이번 사업에서 자사 NPU인 워보이(Warboy)와 차세대 칩인 레니게이드(RENEGADE)를 클라우드 기업에 공급하여 관제, 자연어, 교육 분야의 AI서비스들을 실증할 예정이다. 특히 레니게이드는 5나노 공정의 최첨단 AI반도체로 챗지피티(ChatGPT) 같은 초거대 언어모델(LLM)뿐만 아니라 맞춤형 추천, 비전, 음성 등 다양한 어플리케이션에 활용 가능할 것으로 기대된다.

퓨리오사AI는 이번 사업을 계기로 다양한 AI관련 기업과의 협력도 진행 중이다. 퓨리오사AI는 글로벌 AI플랫폼 기업인 허깅페이스와 초거대 언어모델 등을 최적화할 수 있는 솔루션 개발을 협력하고 있으며, 최근에는 LG AI연구원과 전략적 파트너십을 체결하고, 초거대 AI 엑사원(EXAONE) 기반의 ‘생성형 AI’ 상용 기술을 검증할 예정이다.

과기정통부·광주광역시와 함께 광주광역시 첨단 3지구에 AI산업융합 집적단지를 조성 중인 인공지능산업융합사업단(AICA, 김준하 단장)은 AI집적단지의 핵심 시설인 AI 데이터센터 내에 국산 AI반도체를 시험·검증·실증하는 클라우드 환경 구축을 진행하고 있다면서,

특히, 광주광역시 CCTV 통합관제센터에 국산 AI반도체를 실증함으로써 전국의 CCTV 통합관제센터에 국산 AI 반도체를 적용할 수 있는 기반을 마련하고, 국내 AI반도체의 시장 경쟁력 강화를 도모할 수 있을 것으로 기대된다고 밝혔다.

 

한편, 서버용 뿐 아니라 엣지용 AI반도체 역시 정부 지원을 바탕으로 성과가 속속 나오고 있다. 이번 전략대화에 참석한 딥엑스는 AI기술을 데이터센터 밖 모든 전자기기에 고성능·저전력·고효율로 구현하는 딥엑스 시리즈 4종(DX-L1, DX-L2, DX-M1, DX-H1)을 개발했다고 밝혔다.

딥엑스는 AI반도체 원천기술과 관련된 국내·외 특허를 160여개 확보하여 ‘제58회 발명의 날’ 대통령 표창, 美 머신비전 저널인 비전시스템디자인(VSD) 주관 2023년 혁신가상 금상 등을 수상한 바 있으며, 현재 현대·기아차, 포스코DX, 자화전자, 코아시아일렉 등과의 협력을 통해 AI반도체 기반 상용화 제품을 준비, 미국·대만·중국 시장을 중심으로 활발한 프로모션을 진행하고 있다고 밝혔다.

오늘 전략대화에 참석한 또 다른 엣지용 AI반도체 기업인 텔레칩스 역시 과기정통부 지원을 통해 자동차 등 모빌리티용 AI 반도체를 성공적으로 개발하였으며, 향후 모빌리티 시장 판매는 물론 오픈 커뮤니티를 통해 AI 반도체 생태계 구축에 앞장서겠다고 밝혔다.

◆‘K-클라우드’ 기술개발 예타 사업

착수보고회 이후에는 ‘K-클라우드’기술개발 예타사업 추진방안이 논의되었다. 과기정통부는 지난해 12월 발표한 국산 AI반도체를 활용한 K-클라우드 추진방안에 근거, 2단계와 3단계의 국산 AI반도체를 활용한 효율적인 대용량 클라우드 서비스 제공을 위해 ① 데이터센터 인프라 및 HW 개발, ② 데이터센터 컴퓨팅 SW 개발, ③ AI반도체 특화 클라우드 기술 개발을 골자로 하는 약 1조원 규모의 예타를 기획 중이며, 올 하반기에 예타 대상선정을 위한 기획보고서를 제출할 예정이라고 밝혔다.

◆AI반도체 대학원 운영방안(안) 및 산·학·연 협력 공동 선언문 발표

또한, 과기정통부는 AI반도체 대학원 운영방안을 통해 세계적인 수준의 AI반도체 개발 및 인공지능ㆍ소프트웨어 역량을 확보한 석ㆍ박사 인재 양성을 위한 정부 지원계획과, 올해 AI반도체 대학원 사업에 선정된 3개 대학(서울대, 한양대, KAIST)의 주요 연구ㆍ교육 계획을 발표하였다. 

전략대화 종료 후에는 국산 AI반도체 기반‘K-클라우드 프로젝트’의 성공적인 실현을 위한 산·학·연 협력 공동 선언문 발표가 이어졌다. 이날 모인 산·학·연 대표들은 AI반도체-클라우드-엣지-AI서비스로 연계되는 신산업 육성과 관련 생태계 조성을 위해 다같이 힘을 모아 협력할 것을 선언하였다.

과기정통부 이종호 장관은 “초거대 언어모델을 비롯한 AI 활용이 본격적으로 확산되려면 상당히 많은 반도체 칩이 작동해야하며, 글로벌 기업들은 AI 연산에 최적화된 고성능·저전력 AI반도체를 만들기 위해 치열하게 경쟁하고 있다”라며, “세계적인 반도체 전쟁에서 승리하기 위해 ‘K-클라우드 프로젝트’를 통해 국산 AI반도체가 조속히 레퍼런스를 확보하여 국내는 물론 글로벌 시장에도 진출할 수 있도록 적극 지원할 것이다. 또한 우리의 메모리 반도체 역량을 활용하여 AI반도체를 2030년까지 단계적으로 고도화하고, 이를 데이터센터에 적용하기 위해 필요한 HW와 SW 등 추가 기술 개발과 AI반도체 전문인력 양성도 추진하는 등 우리나라가 세계 최고 수준의 AI반도체 기술을 확보할 수 있도록 모든 지원을 아끼지 않겠다”고 밝혔다.

이날 전략대화에는 과기정통부 장관을 비롯하여 삼성전자·SK하이닉스 등 메모리 반도체 대기업과, 리벨리온·사피온코리아·퓨리오사AI·딥엑스·텔레칩스·파두·망고부스트 등 국내 AI반도체 관련 기업 및 NHN·네이버·KT클라우드 등 클라우드 기업의 대표이사 등이 참석하였으며, 차세대지능형반도체·PIM인공지능반도체 사업단장, 인공지능산업융합사업단장, 정보통신기획평가원(IITP)·한국전자통신연구원(ETRI) 원장, 교육부 등 주요 정부기관 대표자와 학계 전문가 등 26여명이 참석하였다.

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