2025.9.29(월) 헤드라인 뉴스

□ 오늘의 헤드라인

① "美 정부, 반도체 개수 기준으로 전자제품 관세 부과" (조선 박지민 기자)1p

미국 트럼프 행정부가 수입 전자기기에 대해 장착된 반도체의 수에 따라 관세를 부과하는 방안을 고려하고 있다고 로이터가 26일(현지 시각) 소식통을 인용해 보도했다.

로이터는 “미 상무부가 수입 전자제품에 들어있는 반도체 칩 내용물의 추정 가치의 일정 비율에 상응하는 관세를 부과할 예정”이라며 “기업들이 미국으로 생산 시설을 이전하도록 유도하기 위함”이라고 했다.

이 계획이 시행되면 전동 칫솔부터 노트북까지 다양한 전자기기에 관세가 부과될 수 있다. 로이터는 “미국 제조업을 확대하려는 의도지만 인플레이션을 유발할 가능성이 있다”고 했다.

상무부는 반도체가 포함된 수입 전자기기에 대해 25%, 일본과 유럽연합(EU)산 전자제품에는 15%의 관세를 적용할 전망이라고 로이터는 덧붙였다.

②-1 美 정부 "해외에서 반도체 수입하는 만큼 미국서도 만들어라" (한경 박신영기자)2p

애플·엔비디아, 해외 반도체 수입량 맞춰 美서도 생산해야
1대1 지키지 못하면 관세 부과

도널드 트럼프 미국 행정부가 애플 엔비디아 등 반도체 고객사들에 대해 해외에서 반도체를 수입하는 양만큼 미국 국내 생산 반도체를 구입하도록 강제하는 방안을 검토 중이다.

월스트리트저널(WSJ)은 26일(현지시간) 트럼프 행정부가 해외에서 제조된 반도체에 대한 미국의 의존도를 대폭 낮추기 위해, 국내 제조를 촉진하고 글로벌 공급망을 재편하려는 새로운 계획을 검토하고 있다며 이처럼 전했다.

해당 정책의 목표는 반도체 업체들이 미국 내에서 생산하는 반도체의 수량을, 그들의 고객들이 해외 생산자로부터 수입하는 칩 수량과 동일하게 맞추도록 하는 것이다. 생산량과 수입량의 1대1 비율을 일정 기간 유지하지 못하는 기업에는 관세를 부과한다는 방침이다.

②-2 WSJ, "반도체 관세, 미국에서 생산하는 만큼만 면제" (한경 황정수기자)4p

미국 생산과 수입 1:1 수준으로 유도
반도체 생산 미국 중심으로 개편 시도

TSMC 등 미국 투자 기업은 영향 제한적
투자 규모 작거나 안 한 기업 타격 전망

③ 트럼프 '전문직 비자' 압박 삼성전자도 영향권, 미국 반도체 공장 커지는 불안 (이근호 기자 Businesspost)5p

도널드 트럼프 미국 정부가 ‘전문직 비자’ 수수료를 대폭 상향하고 연방의회 상원의원까지 기업을 상대로 자국인을 고용하라며 압박에 나서고 있다.

삼성전자는 텍사스주에 둔 반도체 위탁생산(파운드리) 공장에서 수수료 증액 대상 비자를 받은 인력을 다수 고용하고 있는데 불안감이 커질 것으로 보인다.

척 그래슬리 공화당 상원의원(아이오와)과 딕 더빈 민주당 의원(일리노이)은 24일(현지시각) 애플을 비롯한 기업 앞으로 비자 질문을 담은 서한을 보냈다과 외신들이 전했다.

이들 의원은 기업이 다른 일자리는 줄이면서 H-1B 비자 인력을 계속 고용하는 이유를 물었다. H-1B 비자는 과학과 기술 등 특정 전문직 종사자를 대상으로 하는 비이민 비자이다.
월스트리트저널에 따르면 서한을 받은 아마존과 마이크로소프트, 애플이 지난해 10월부터 올해 9월까지 신규 고용하거나 기한을 연장한 H-1B 비자 소지자는 각각 1만4667명, 5189명, 4202명이다.

미국 연방정부 회계연도는 10월부터 다음 해 9월30일까지라 월스트리트저널은 해당 기간에 비자 통계를 조사했다.

H-1B 비자 문제는 최근 현대차그롭과 LG에너지솔루션의 조지아주 배터리 합작공장 건설 현장에서 발생한 외국인 노동자 구금 사태로 수면 위로 떠올랐다.

미국 정치권이 기술 기업의 비자 상황을 사실상 전면 조사하는 분위기여서 앞으로 비자 발급 시 비용 부담은 물론 심사 기준도 한층 강화될 가능성이 높다.

의회전문지 더힐은 24일자 기사를 통해 “미국 정부가 기술 산업에서 외국인 인재 고용을 막는 새 장벽을 세웠다”고 평가했다.

④ 일본 이어 대만까지 ‘인텔 일병 구하기’…TSMC에도 구조요청 (매경 이덕주 기자) 9p

WSJ “인텔, 지분투자 요청” 보도
엔비디아 이어 TSMC 참여땐 지각변동

요청하면서 반도체 시장 구도가 급변하고 있다.

25일(현지시간) 월스트리트저널(WSJ)은 소식통을 인용해 인텔이 TSMC에 접근해 투자와 제조 파트너십을 요청했다고 보도했다.

WSJ에 따르면 지난달 도널드 트럼프 행정부가 인텔 지분을 인수한 이후 이런 노력이 가속화했다. 이 같은 소식이 전해지면서 인텔 주가는 이날 8.9% 급등했다.

인텔은 최근 일본 소프트뱅크로부터 20억달러, 엔비디아로부터 50억달러 규모 투자를 받으면서 자금 부족 문제를 빠르게 해소하고 있다. 이를 통해 인텔은 미국에서 진행 중인 팹 건설을 가속화할 수 있을 것으로 보인다. 미국의 인텔 구하기에 TSMC까지 참여시키고 있는 모습이다.

⑤ 마이크론 반도체 가격 '최소 20% 인상' 예고, 삼성전자 SK하이닉스에 호재 (김용원

미국 마이크론이 인공지능(AI) 분야에서 메모리반도체 수요 급증에 대응해 D램과 낸드플래시 가격을 대폭 인상하고 있는 것으로 파악된다.

주요 제품의 가격 상승폭이 최소 20%에 이를 것이라는 전망이 나오며 삼성전자와 SK하이닉스도 동반 수혜를 볼 가능성이 높아지고 있다.

대만 디지타임스는 26일 “마이크론이 최근 실적 발표 뒤 반도체 공급가 협상을 시작했다”며 “D램 및 낸드플래시 가격이 모두 오름세를 보였다”고 보도했다.

삼성전자와 SK하이닉스는 D램과 낸드플래시 시장에서 마이크론과 업황 변화에 따른 효과를 공유한다. 시장 점유율은 마이크론과 비교해 높다.

따라서 메모리반도체 가격 상승 추세에 동반 수혜를 보며 내년까지 수익성 개선 흐름을 이어갈 공산이 크다.

증권사 골드만삭스는 최근 보고서를 내고 “D램 시장의 수요는 여전히 탄탄하다”며 “낸드플래시도 급격한 공급 부족이 발생하며 메모리반도체 시장 성장을 견인하고 있다”고 분석했다.

⑤-1 [초점] 삼성, 2나노 웨이퍼당 가격 33% 인하…“TSMC보다 1만 달러 저렴” (박정한 글로벌이코노믹 기자)12p

테슬라와 165억 달러 AI6칩 계약 체결로 텍사스 팹 조기 가동

삼성전자가 2나노미터(nm) 웨이퍼당 가격을 기존 3만 달러(약 4,200만 원)에서 2만 달러(약 2,800만 원)로 33% 낮췄다고 지난 28일(현지시각) 톰스하드웨어가 보도했다. 디지타임스도 삼성전자가 SF2(일명 SF3P) 공정 웨이퍼 가격을 같은 수준으로 조정했다고 전했다.

이번 가격 인하는 삼성전자가 TSMC의 3만 달러보다 1만 달러(약 1,400만 원) 낮은 금액을 제시하며 시장 점유율을 확대하려는 전략으로 풀이된다. 업계 관계자는 “TSMC가 첨단 공정 가격을 올리면서 기존 고객 일부가 대체 파운드리를 물색하고 있다”며 “삼성이 과감한 가격 인하로 신규 주문을 확보하고 텍사스 팹 가동률을 끌어올릴 기회를 잡았다”고 말했다.

공격적 가격 정책의 배경

삼성전자는 올 1월 파운드리 투자 규모를 절반가량 줄이면서 미국 텍사스 오스틴 공장 착공을 연기했다. 투자 축소 뒤 첨단 공정 고객 확보에 어려움을 겪자, 공급이 수요를 따라잡지 못하는 상황임에도 가격 경쟁으로 점유율을 지키고 늘려야 한다는 판단을 내린 것이다.

반도체 업계 전문가는 “수요가 워낙 커도 점유율을 선점해야 장기 수익이 보장된다”며 “고객 입장을 고려한 선제 대응”이라고 평가했다.

테슬라와 165억 달러 AI6칩 계약

이런 가운데 삼성전자는 전기차 업체 테슬라와 165억 달러(약 23조 2,600억 원) 규모의 AI6칩 위탁생산 계약을 맺었다. 해당 칩은 텍사스 오스틴 공장에서 생산되며, 수율을 60~70% 수준으로 올리기 위한 기술 지원이 포함됐다. 업계에서는 “테슬라와 협력으로 안정적 매출 기반을 확보함은 물론, 공정 기술을 외부에서 검증받는 효과도 기대된다”는 말이 나온다.

TSMC 독주 견제와 산업 경쟁 촉진

TSMC는 엔비디아·인텔·AMD·미디어텍 등 15개 주요 고객과 이미 2나노 계약을 맺고 시장을 주도 중이다. 그러나 증권가에서는 “삼성의 가격 경쟁력으로 고객 선택 폭이 넓어져 파운드리 시장 전반에 긍정적 파장이 일어날 것”이라고 전망한다. 다른 업계 전문가는 “경쟁이 치열해지면 고객사는 가격과 공급 안정성을 함께 고려할 수 있다”고 덧붙였다.

삼성전자는 가격 인하와 테슬라 계약을 기반으로 2나노 시장 점유율을 확대하고 글로벌 파운드리 경쟁에서 주도권을 강화하겠다는 목표다.

⑥ 파운드리 시장 범위 넓혔더니, 삼성 3위→6위…TSMC 1위 유지 (서울=뉴스1) 박주평 기자)13p

카운터포인트 조사…IDM, 패키징 포괄 파운드리 2.0 분석
"삼성 LSI, 테슬라 신제품 양산 시 점유율 확대 전망"

순수 파운드리(반도체 위탁생산) 시장에서 점유율 3위를 기록한 삼성전자(005930)가 패키징 등 생태계 전반을 포괄하는 '파운드리 2.0' 시장에서는 순위가 6위로 하락하는 것으로 나타났다.

26일 시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면, 올해 2분기 전 세계 파운드리 2.0시장 규모는 지난해 같은 기간 대비 19% 성장했다.

카운터포인트는 인공지능(AI) 반도체 시장의 변화를 정확히 파악하기 위해 순수 파운드리뿐 아니라 설계부터 생산까지 직접 수행하는 종합반도체기업(IDM), 완성된 칩을 포장하고 검사하는 후공정 전문기업(OSAT), 반도체 설계도 원본을 담고 있는 포토마스크 등을 아우르는 '파운드리 2.0' 개념을 적용했다.

전체 파운드리 시장에서 파운드리 1.0에 속하는 순수 파운드리 시장은 54%이고, 나머지 46%의 매출을 IDM, OSAT, 포토마스크 등 업체들이 차지한다.

파운드리 1.0 기준으로 대만 TSMC가 38% 점유율로 1위, 인텔이 2위, 삼성전자가 3위였다. 하지만 파운드리 2.0 기준으로는 ASE와 텍사스 인스트루먼트, 인피니온이 상위권으로 진입하면서 삼성전자는 6위로 밀려났다.

⑦ 인텔, ASML 'High-NA EUV' 장비 추가 주문… 14A 공정 성공에 '올인' (신민철 글로벌이코노믹 기자)15p

차세대 칩 기술 확보 위해 최첨단 리소그래피 도구 2대 추가 인수
"TSMC·삼성과의 경쟁 분수령"… 인텔, 파운드리 부문 '역사적 도전’

인텔이 차세대 14A 공정 노드의 성공을 위해 ASML의 최첨단 High-NA EUV 리소그래피 장비를 2대 추가 주문한 것으로 알려졌다. 이번 전략적 투자는 최첨단 반도체 제조 기술을 활용해 TSMC와 삼성에 대한 인텔의 경쟁력을 강화하는 것을 목표로 한다고 25일(현지시각) 기술 전문 매체 트윅타운이 보도했다.

X의 제리 캐피털이 9월 24일 공개한 정보에 따르면, 인텔은 현재 ASML의 High-NA EUV 리소그래피 장비를 1대만 보유하고 있지만 차세대 14A 공정 노드를 강화하기 위해 2대의 장비를 추가로 주문했다. 이는 특히 TSMC뿐만 아니라 삼성과 같은 경쟁사들과 실리콘 패권을 놓고 경쟁하기 위한 조치로 분석된다.

인텔의 곧 출시될 14A 공정 노드는 High-NA EUV 리소그래피를 사용할 예정이며, 이는 최신 반도체 생산 기술을 기반으로 차세대 프로세서를 사내에서 제조·출하하는 반도체 파운드리 부문의 역사적인 전환점을 의미한다.

인텔이 14A 공정으로 TSMC 및 삼성의 반도체 파운드리 경쟁업체들과 고급 공정 노드 경쟁에서 성과를 낼 수 있느냐가 회사의 생존을 결정짓는 중요한 순간이기 때문에, 인텔은 현재 '올인' 상황에 놓여 있다고 평가된다.

□ 오늘의 주요 뉴스

Ⅰ. 진공, 반도체 D램, 낸드 플래시 등 관련

① 시높시스, AI로 반도체 칩 품질과 신뢰성 높인다 (전자 이경민 기자)

(1) AI가 더욱 똑똑해지는 비밀, 반도체와 EDA

(2) AI와 피지컬 디자인, 반도체 설계 자동화의 미래

(3) AI 인프라 혁신, 반도체 IP가 열쇠

(4) AI가 바꾸는 검증 자동화, 반도체 칩 품질과 신뢰성 향상
반도체 칩 개발에는 수년의 시간과 수억 달러의 비용이 투입된다. 단일 칩에 수십억 개 트랜지스터가 집적되는 오늘날, 칩 설계의 복잡성은 나날이 증가하고 있다. 실제 프로젝트에서는 설계 그 자체뿐만 아니라 대규모 설계의 기능 검증에 막대한 시간과 자원이 소요된다. 사인오프 및 제조 릴리스를 앞당기기 위해서는 검증 프로세스의 혁신이 필수적이며, 최근 인공지능(AI)이 그 해법으로 주목받고 있다.
정적 코드 검사, 형식 검증, 에뮬레이션, 브링업 랩(bringup labs) 시스템 검증 등 칩 검증 과정의 다양한 단계에서 전자설계자동화(EDA) 도구가 활용된다. 이 중에서도 시뮬레이션은 검증의 핵심 역할을 담당한다. 대부분 테스트가 자동으로 생성되기 때문에, 테스트와 기능 간 연관성을 파악하는 것이 쉽지 않다. 이를 보완하기 위해 커버리지 포인트를 설정해 설계의 검증 범위를 추적하지만, 커버리지 포인트를 일일이 수동으로 정의하기 어렵고, 이로 인해 일부 기능이 미검증 상태로 남거나 '커버리지 갭'이 발생하기 쉽다. 커버리지 갭 해소를 위한 테스트 생성, 후속 조치, 그리고 디버깅 모든 단계에 수작업이 필요해 완전한 검증 커버리지 달성이 쉽지 않다.

이러한 한계를 극복하기 위해 최근 AI 기반 검증 자동화 솔루션이 주목받고 있다. AI는 커버리지 결과를 자동 분석해 미검증 영역을 식별하고, 머신러닝(ML)을 활용해 최적의 검증 방식을 제안한다. 대표적으로, EDA 업계 최초의 AI 기반 검증 솔루션인 시높시스의 VSO.ai™ (Verification Space Optimization AI)는 회귀 테스트 중복을 제거하고 커버리지 갭을 자동으로 식별해 신속하고 비용 효율적인 검증 품질을 실현한다.

또한, 엔지니어가 버그 해결에 집중할 수 있도록 고급 분석과 진단 기능을 제공하며, 기존 시높시스 VCS 환경에 손쉽게 통합된다. 실제로 VSO.ai 도입 기업들은 기능 커버리지 갭 해소가 최대 10배, 검증 생산성이 최대 30% 향상되는 효과를 경험하고 있다.

② 한미반도체, AI 반도체용 빅다이 FC 본더 양산 공급 (중앙이코노미뉴스 이상민

한미반도체가 2.5D 첨단 패키징 본더인 '빅다이 플립칩(FC) 본더'를 출시하며 AI 반도체 시장으로 사업 영역을 확대했다. 곽동신 회장은 빅다이 FC 본더를 소개하며, 출시와 동시에 고객사의 양산라인에 투입될 예정이라고 밝혔다.

이번에 출시된 빅다이 FC 본더는 75×75㎜ 크기 대형 인터포저 패키징을 지원한다. 기존 범용 반도체 패키징 크기인 20×20㎜보다 넓은 면적을 처리할 수 있어, 차세대 AI 반도체에서 요구되는 초대형 다이와 멀티칩 집적이 가능하다.

한미반도체는 고대역폭메모리(HBM)용 열압착(TC) 본더에서 쌓은 기술력을 바탕으로 2.5D 첨단 패키징 시장에 진출한다고 강조했다. 주요 반도체 위탁생산(파운드리) 업체와 외주 반도체 패키징·테스트(OSAT) 기업을 공략해 고객사를 확대할 방침이다.

Ⅱ. 디스플레이, OLED, 제4차 산업 등 관련

① 점유율 30%선도 위태한 한국 디스플레이..."OLED도 중국 내어줄 판" (중앙 박해리, 이가람기자)20p

세계 디스플레이 시장에서 중국의 성장이 거세지면서 한국의 위상이 약화되고 있다. 한국이 세계 1위를 지키고 있는 유기발광다이오드(OLED)의 경쟁력마저 밀리기 전에 정부가 디스플레이 산업을 지원해야 한다는 지적이 나온다.

26일 ‘디스플레이의 날’을 맞은 업계 분위기는 축하보다는 우려가 더 컸다. 디스플레이의 날은 2006년 디스플레이 패널 수출이 연 100억 달러를 돌파했던 걸 기념해 지정됐다. 그로부터 20년가량 지난 현재 한국은 한 해에 187억 달러(2024년 기준)어치의 디스플레이 패널을 수출하고 있지만, 시장 지배력은 하락 중이다.

옴디아에 따르면 지난 1분기 세계 디스플레이 시장 국적별 점유율에서 중국은 54.6%로 1위, 한국은 2위(30.6%)로 나타났다. 국내 디스플레이 업계 관계자는 “세계 1위 였던 한국이 이제는 세계 시장 점유율 30% 이하까지 떨어질 위기”라며 “날로 발전하는 중국에 속수무책으로 시장을 뺏기고 있다”고 말했다.

빠르게 성장하는 중국

중국의 R&D 투자 확대 효과는 OLED 경쟁력에서 확인되고 있다. 옴디아에 따르면 세계 시장에서 중국의 OLED 공급 캐파(생산량) 점유율은 올해 30%에서 2030년 42%까지 늘어날 것으로 전망된다. 같은 기간 한국은 69%에서 58%로 하락할 것으로 보인다. 특히 모바일 PC용 OLED 캐파 점유율은 2027년 중국이 한국을 역전해 1위에 오를 가능성이 크다.

세액공제 제도 등 개선을

중국의 디스플레이 공습에 대응하려면 한국도 정부의 정책적 지원이 필요하다. 지난 23일 디스플레이산업협회 주관으로 국회에서 열린 정책토론회에서는 산업계와 학계, 정부 관계자들이 디스플레이 산업 경쟁력 강화를 위한 대책을 논의했다. 구체적으로는 세액공제 제도를 개선해야 한다는 지적이 가장 많았다.

② 이청 삼성디스플레이 "8.6세대 OLED 내년 3분기 양산…북미 폴더블 고객, 기대 중" [인더인싸] (디지털데일리 배태용 기자)23p

"8.6세대 OLED는 내년 2분기 말에서 3분기 사이 양산할 예정입니다. 현재까지 굉장히 잘 순항하고 있고, 북미 고객사도 저희가 기대하고 있습니다."

이청 삼성디스플레이 사장은 26일 서울 롯데호텔월드에서 열린 '제16회 디스플레이의 날' 기념식 직후 기자들과 만나 이같이 말했다.

삼성디스플레이는 중형 OLED 전환을 위한 차세대 핵심 투자로 8.6세대 라인에 집중하고 있으며, 업계에서는 이 라인이 애플의 폴더블 제품에 독점 공급될 것이란 전망도 나온다.

이 사장은 구체적인 고객사 언급은 피했지만, "폴더블 외에도 추가 고객사가 생긴 것은 잘 준비하고 있다"며 시장 확대에 대한 자신감을 내비쳤다.

③ 정철동 "RGB든 미니LED든 결국 LCD…OLED 못 따라온다" (서울=뉴스1 최동현 기자)24p

OLED 패널 경쟁력 자신…"연간 흑자, 시장 기대 부합할 것"

정철동 LG디스플레이(034220) 대표이사 사장은 26일 삼성전자와 중국업체들이 RGB 마이크로 LED 패널을 선보인 것에 대해 "결국은 LCD(액정표시장치)라고 생각한다"며 OLED(유기발광다이오드) 패널의 초격차 경쟁력을 자신했다.

정 사장은 이날 서울 송파구 롯데호텔월드에서 열린 '제16회 디스플레이의 날 기념식'에 참석하기 전 기자들을 만난 자리에서 "RGB 마이크로 LED 패널을 쓰건, 미니LED 패널을 쓰건 OLED는 따라올 수 없다"며 이같이 말했다.

정 사장은 "저희 연구소에서 (분석한 결과) LCD TV 패널이 OELD 정도의 화질을 만들기 위해선 정면 기준으로 최소 15만 정도의 블록이 돼야 한다"며 아직 RGB 마이크로 LED나 미니 LED 패널이 OLED를 따라올 수 없다고 부연했다.

③-1 정철동 LGD 사장, OLED 패널 초격차 자신..."하반기 실적 확대 전망" (ZDNET KOREA 전화평 기자)25p

"8.6세대 OLED 라인 투자, 여러 관점에서 검토 중"

LG디스플레이가 OLED(유기발광다이오드) 패널 기술에 대한 자신감을 드러냈다.

정철동 LG디스플레이 대표이사 사장은 26일 송파구 롯데호텔월드에서 열린 ‘제16회 디스플레이의 날 기념식’ 직전 기자들과 만나 OLED 패널 초격자 경쟁력을 자신했다.

8.6세대 OLED 라인 투자 계획에 대해선 "그 사업이 정말 필요한 것인지, 경쟁사들과의 경쟁 구도 등 여러 관점에서 들여다보고 있고, 또 LG디스플레이가 가진 인프라를 활용하는 방안도 검토 중"이라며 "(투자 가능성은) 열려 있다"고 말했다.

④ 윤수영 LG디스플레이 CTO, 제16회 디스플레이의 날 ‘은탑산업훈장’ 수훈 (조선비즈 전병수 기자)26p

윤수영 LG디스플레이 CTO (최고기술책임자)가 26일 서울 잠실 롯데호텔월드에서 열리는 ‘제16회 디스플레이의 날’ 기념식에서 은탑산업훈장을 받았다.

Ⅲ. 기술 개발/R&D 등 관련

① TSMC "AI 칩 설계로 전력 효율 10배 개선" (ZDNET KOREA 전화평 기자)27p

AI 칩 전력 소비 급증 속 차세대 설계로 데이터센터 효율성 강화

세계 파운드리(반도체 위탁생산) 1위 대만 TSMC가 AI 기반 설계 기술을 도입해 칩의 에너지 효율을 최대 10배까지 끌어올리겠다는 계획을 발표했다. 이는 AI 데이터센터의 폭증하는 전력 수요 문제를 해결하기 위한 핵심 전략 중 하나로 평가된다.

대만경제일보는 TSMC가 최근 미국 실리콘밸리에서 개최된 ‘개방형 혁신 플랫폼 생태계 포럼’에서 이 같은 구상을 공식 발표했다고 26일 보도했다. TSMC 연구진은 AI 기반 설계 소프트웨어 및 새로운 패키징 구조 활용을 통해 칩의 전력 효율을 극대화할 수 있다고 설명했다.

② 뇌처럼 '기억하고 적응하는' AI 반도체 나왔다...KAIST, 차세대 뉴로모픽 기술 개발 (세종=뉴스핌 이경태 기자)28p

27.7% 전력절약·손상시 자가복구 가능
엣지컴퓨팅·자율주행 혁신 기대

사람의 뇌가 같은 소리를 반복해 들으면 점점 덜 놀라거나, 훈련을 통해 특정 자극에 더 빠르게 반응하는 것처럼, 스스로 학습하고 적응하는 인공지능(AI) 반도체가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 김경민 교수 연구팀이 뇌의 '내재적 가소성'을 모방한 '주파수 스위칭 뉴리스터'를 세계 최초로 개발했다고 28일 발표했다.

기존 AI 반도체는 주로 뇌의 시냅스만 모방했지만, 실제 뇌는 개별 뉴런이 과거 활동을 기억해 스스로 반응을 조절하는 '내재적 가소성'이라는 정교한 메커니즘을 갖고 있다.

연구팀이 개발한 '주파수 스위칭 뉴리스터(FS Neuristor)'는 이러한 뇌의 적응 능력을 단일 반도체 소자로 구현한 것이다. 나이오븀 산화물(NbO2) 기반의 '휘발성 모트 멤리스터'와 하프늄 산화물(HfO2) 기반의 '비휘발성 VCM(Valence Change Memory) 멤리스터'를 결합해, 뉴런이 신호를 내보내는 빈도(발화 주파수)를 자유롭게 조절할 수 있도록 했다.

이 소자는 뉴런 스파이크 신호와 멤리스터 저항 변화가 서로 피드백하며 자동으로 반응을 조절한다. 마치 반복된 소리에 점점 둔해지거나, 특정 훈련을 통해 더 예민해지는 뇌의 반응을 반도체 하나로 재현한 셈이다.

연구팀은 이 기술의 효과를 '희소 신경망' 시뮬레이션으로 검증했다. 그 결과 뉴런 자체의 기억 기능을 통해 기존 신경망 대비 27.7% 낮은 에너지로 동일한 성능을 구현했다.

더욱 주목할 점은 뛰어난 복원력이다. 학습된 신경망의 뉴런 30%를 의도적으로 손상시킨 후 추가 학습을 진행한 결과, 내재적 가소성이 적용된 신경망은 손상 이전 수준인 90.2%까지 정확도를 회복했다. 반면 이 기능이 없는 일반 신경망은 76.1% 회복에 그쳤다.

이는 일부 회로가 고장 나도 네트워크가 스스로 구조를 재조직해 기능을 보완하는 '구조적 가소성'을 구현했음을 의미한다. 또한 불필요한 연결을 97% 제거한 희소 신경망에서도 조밀한 신경망과 거의 동일한 91.4%의 인식 정확도를 달성했다.