8002억 국산 AI칩 개발, 대기업이 제품화까지 참여…삼성 시제품 21회 지원

2030년까지 자율주행·가전·로봇용 AI칩 8종·설계자산 2종 개발
삼성 파운드리, 내년 시제품 제작 우선 반영…민관 전략위 출범

김정관 산업통상부 장관이 지난달 29일 경기도 성남시 경기기업성장센터에서 열린 'M.AX 얼라이언스 데이터 분과 출범식'에서 인사말을 하고 있다. /연합

정부가 8002억원 규모의 국산 인공지능(AI) 반도체 개발사업에 속도를 낸다. 자동차·가전·로봇·방산 분야 수요기업이 반도체 설계 단계부터 참여하고, 삼성전자는 시제품 제작을 위한 생산공정 배정을 지원한다. 반도체를 개발하는 데 그치지 않고 실제 완제품에 탑재해 사업화까지 연결하겠다는 구상이다.

12일 산업통상부에 따르면 이날 서울 포시즌스호텔에서 열린 '2026년 AI반도체 M.AX 얼라이언스 하반기 총회'에서 이 같은 내용의 K-온디바이스 AI반도체 기술개발 로드맵이 발표됐다. 행사에는 수요기업과 팹리스, 파운드리, 반도체 설계자산(IP) 기업 등 산·학·연 관계자 150여명이 참석했다.

이번 로드맵은 지난 6월 착수한 8002억원 규모 기술개발사업의 구체적인 추진 일정과 기업별 협력 방안을 담았다. 온디바이스 AI는 외부 서버에 의존하지 않고 자동차나 가전, 로봇 등 기기 자체에서 AI 연산을 처리하는 기술이다.

정부는 2030년까지 국산 AI칩 8종과 반도체 설계자산 2종 등 총 10종을 개발·검증할 계획이다. AI칩은 자율주행차용 1종, 스마트가전용 3종, 협동로봇·휴머노이드·농작업로봇·무인드론용 각 1종이다. 여기에 첨단 제조공정과 극한환경에 활용할 반도체 설계자산을 각각 1종씩 개발한다.

특히 스마트가전용 AI칩 1종은 당초 계획보다 제조 시점을 1년 이상 앞당기기로 했다. 다만 개발과 성능 검증을 거쳐 실제 제품에 채택되는 과정이 남아 있어 상용화 시점까지 확정된 것은 아니다.

이번 사업의 특징은 수요 대기업의 역할 확대다. 기존처럼 완성된 반도체를 구매하는 데 그치지 않고 개발 초기부터 필요한 성능과 규격을 제시한다. 실제 제품의 사용환경을 시험할 수 있는 시설도 제공해 국내 팹리스가 반도체의 성능을 검증하고 상용화 실적을 확보하도록 지원한다.

반도체 제조 단계에서는 삼성전자 파운드리 사업부가 협력한다. 삼성전자는 2027년 총 21회의 다중프로젝트웨이퍼(MPW)·싱글런 등 시제품 제작 수요를 사전에 파악해 기존 생산 일정과 조율한 뒤 공정 배정에 우선 반영할 계획이다.

공정별 수요는 2나노미터(㎚) 3회, 4나노 4회, 5나노 3회, 8나노 3회, 14나노 3회, 28나노 5회다. 다만 이는 예정된 제작 수요를 우선 고려하겠다는 계획으로, 21회 제작이 모두 확정됐다는 의미는 아니다.

팹리스의 개발비 부담을 줄이기 위한 지원도 추진한다. 국내외 반도체 IP 기업들은 설계자산 사용료의 지급 방식을 유연하게 조정하고, 여러 기업이 활용할 수 있는 공통 IP 패키지를 제공할 계획이다.

정부는 사업 추진 상황을 관리할 민관합동 전략위원회도 출범시켰다. 산업부 차관과 김진상 경희대 총장이 공동위원장을 맡아 매년 초 개발계획을 심의·확정하고, 기술적 애로와 참여 기업 간 이해관계를 조율한다.

이민우 산업부 산업성장실장은 "반도체 산업에서 진정한 상생은 협력의 약속이 아니라, 함께 개발한 기술이 실제 제품에 채택되는 성과로 증명되어야 한다"며 "이번 프로젝트를 통해 우리 수요기업의 세계적인 제조 경쟁력이 국내 팹리스의 기술력과 사업화 실적으로 이어지는 새로운 성장 경로를 열겠다"고 밝혔다.

정부가 제시한 개발 일정과 지원체계가 실제 성과로 이어지려면 수요기업의 제품 채택과 팹리스의 사업화 실적 확보가 관건이 될 전망이다.