삼일PwC “AI 반도체 생태계 선점, 적극 뛰어들어야”

CXL·파운드리·NPU 3대 분야 지목
공공 파운드리·소프트웨어 연계 강조

AI 반도체 생태계 내 기회요인. /삼일PwC경영연구원

인공지능(AI) 산업 재편에 따라 반도체 시장이 급성장하면서, 메모리에 강점을 지닌 한국 반도체 산업도 생태계 전환에 속도를 내야 한다는 제언이 나왔다.

삼일PwC는 10일 발간한 'AI 품은 반도체: K-반도체, AI에서 찾는 도약 기회' 보고서를 통해 "한국이 AI 시대의 반도체 주도권을 확보하려면 새로운 성장축이 될 AI 반도체 생태계에 적극 뛰어들어야 한다"고 강조했다.

보고서는 국내 기업들이 경쟁력을 확보할 수 있는 핵심 분야로 △CXL(Compute Express Link) △파운드리(반도체 위탁생산) △NPU(신경망처리장치) 등 세 가지를 제시했다.

CXL은 기존 메모리 구조의 한계를 넘어설 수 있는 차세대 기술로, 한국이 HBM에 이어 주도권을 이어갈 수 있는 유망 분야다. 현재 삼성전자와 SK하이닉스는 CXL 기반 D램 개발과 양산에 속도를 내고 있다.

파운드리 시장은 대만의 TSMC가 점유율의 대부분을 차지하고 있지만, 국내 기업에도 기회가 열려있다는 분석도 내놨다. 보고서는 "글로벌 IT 기업들이 엔비디아 의존도를 줄이기 위해 자체 AI 칩을 개발하고 있고, 중국 역시 반도체 자립에 나서면서 국내 파운드리 기업이 새로운 고객사를 확보할 가능성이 있다"고 설명했다.

보고서는 NPU 분야를 중장기적 성장 잠재력이 가장 큰 시장으로 평가했다. NPU는 인공신경망 기반의 연산에 최적화된 반도체로, GPU 대비 전력 효율이 높고 AI 연산에 특화돼 있다. AI 서비스가 엣지디바이스 중심으로 경량화되면 수요가 늘 것으로 전망되며 아직 글로벌 선도 기업이 없는 만큼, 국내 기업에도 기술 선점 기회가 있다는 분석이다.

이와 함께 '반도체 팀 코리아' 결성도 제안했다. 대만 TSMC가 신생 시절 공공 파운드리 역할을 하며 생태계를 구축한 사례처럼, 국내 팹리스 기업의 생산을 뒷받팀할 공공 파운드리 모델이 필요하다는 설명이다.

또 하드웨어 중심에서 벗어나 소프트웨어 생태계로의 확장도 병행해야 한다고 강조했다. 보고서는 "엔비디아가 GPU 생태계를 지배할 수 있었던 배경에는 전용 개발 툴인 쿠다(CUDA)를 통해 락인(lock-in) 효과를 구축했기 때문"이라며 "한국도 반도체와 소프트웨어를 연계해 경쟁력을 높여야 한다"고 말했다.

한편 보고서는 한국이 HBM 등 메모리 분야에서는 세계적 경쟁력을 갖췄지만, 전체 AI 반도체 시장의 70% 이상을 차지하는 비메모리 분야에서는 여전히 약세라고 진단했다. 이 같은 편중 구조로는 AI 반도체 시장의 성장을 온전히 흡수하기 어렵다는 분석이다.

정재국 삼일PwC 기술·미디어·통신(TMT) 산업 리더는 "AI 반도체는 단순한 기술을 넘어모든 산업의 핵심 인프라"라며 "반도체 산업도 이제 자율주행, 디지털 트윈 등 미래 기술 기반 산업으로 확장돼야 할 시점에 있다"고 말했다.