온디바이스 AI반도체, 2030년 10종 개발

온디바이스 AI반도체 10종이 2030년까지 자율주행차와 스마트가전, 협동로봇, 휴머노이드, 농작업로봇, 무인드론 등에 실제로 탑재할 수 있는 수준으로 개발·검증된다. 정부는 반도체 칩뿐 아니라 탑재 모듈과 구동 소프트웨어까지 함께 개발하고, 실제 제품 환경에서 성능을 확인하는 실증 과정도 진행한다.

산업통상부는 2026년 11월 12일 서울 포시즌스호텔에서 열린 AI반도체 M.AX 얼라이언스 하반기 총회에서 이러한 내용을 담은 K-온디바이스 AI반도체 기술개발 로드맵을 발표했다. 로드맵은 2026년 6월 시작된 총사업비 8002억 원 규모의 K-온디바이스 AI반도체 기술개발 프로젝트를 구체적인 개발 일정으로 옮긴 것이다.

2030년까지 개발할 AI칩과 설계자산

로드맵에 포함된 개발·검증 대상은 모두 10종이다. 자율주행차용 AI칩 1종과 스마트가전용 AI칩 3종을 비롯해 협동로봇, 휴머노이드, 농작업로봇, 무인드론에 사용할 AI칩을 각각 1종씩 개발한다. 여기에 선단공정용 반도체 설계자산 1종과 극한환경용 반도체 설계자산 1종이 포함된다.

스마트가전용 AI칩 가운데 1종은 제조 시점을 기존 계획보다 1년 이상 앞당긴다. 나머지 분야도 확정된 일정에 따라 개발과 검증에 속도를 낼 계획이다.

칩부터 소프트웨어까지 함께 개발

이번 사업에는 자동차·가전·로봇·방산 분야의 수요기업과 국내 팹리스, 소프트웨어 기업이 참여한다. 목표는 연구 단계의 칩을 만드는 데 그치지 않고 실제 제품에 넣을 수 있는 국산 AI반도체를 확보하는 것이다.

이에 따라 AI반도체와 함께 제품에 장착할 모듈, 반도체를 작동시키는 구동 소프트웨어를 풀스택 방식으로 공동 개발한다. 개발된 결과물은 수요기업의 실제 사용 환경을 활용해 검증하며, 제품 탑재 실증 사례도 확보할 계획이다.

민관합동 전략위원회 운영

로드맵 전반을 총괄할 민관합동 전략위원회도 출범한다. 산업통상부 차관과 민간 전문가인 김진상 경희대학교 총장이 공동위원장을 맡는다.

전략위원회는 매년 초 해당 연도의 개발계획을 심의하고 확정한다. 이후 분야별 진행 상황을 살피면서 개발 과정에서 발생하는 기술적 어려움과 참여 기업 사이의 이해관계를 조율한다. 정부는 이를 통해 정해진 개발 일정이 실제 연구와 시제품 제작, 제품 실증으로 이어지도록 사업 실행력을 높일 방침이다.

수요기업이 개발 전 과정에 참여

수요기업은 완성된 반도체를 구매하는 역할에 머물지 않고 개발 전 과정에 참여한다. 과제 총괄기관으로서 제품 개발과 양산에 필요한 요구 사양을 팹리스 등 참여 기업과 공유한다.

또한 수요기업이 보유한 실제 사용 환경과 시험 기반을 제공해 개발된 AI반도체의 성능을 확인한다. 자동차나 가전, 로봇, 방산 제품에서 요구되는 조건을 개발 단계부터 반영하고, 완성된 반도체가 실제 제품에 탑재됐다는 실증 사례를 확보하도록 지원하는 구조다.

파운드리 시제품 제작 기회 확대

반도체를 설계한 뒤 실제 칩으로 만드는 과정에는 파운드리 생산라인이 필요하다. 정부는 2나노급 초미세 공정 등을 이용한 국산 온디바이스 AI반도체 시제품 제작에 공정을 우선 배정해 제조 단계의 병목으로 개발 일정이 늦어지는 일을 줄일 계획이다.

삼성전자 파운드리 사업부는 2027년에 필요한 MPW와 싱글런 등 시제품 제작 수요 21회를 미리 파악했다. 이를 기존 생산 일정과 조율해 공정 배정에 우선 반영할 방침이다.

MPW는 여러 반도체 설계를 한 장의 웨이퍼에 함께 배치해 시제품을 만드는 방식이며, 싱글런은 개별 제작 수요에 맞춰 공정을 운영하는 방식이다. 이번 사업에서는 이러한 시제품 제작 기회를 개발 일정과 연결해 국산 반도체의 검증을 뒷받침한다.

팹리스의 IP 비용 부담 완화

반도체 설계전문기업인 팹리스가 개발 과정에서 큰 부담으로 지목해 온 반도체 설계자산 지원도 확대한다. 국내외 IP기업은 IP 대금의 지불 방식을 유연하게 운영하고, 여러 개발 과정에서 활용할 수 있는 공통 IP 패키지를 제공할 계획이다.

반도체 IP는 칩을 설계할 때 사용하는 핵심 기능 단위의 설계자산이다. 팹리스는 필요한 IP를 확보해 칩의 기능을 구성하는데, 이번 지원은 관련 비용과 개발 부담을 낮추는 데 초점을 맞췄다.

설계와 제조 제품 실증을 하나로 연결

이번 로드맵의 협업 범위는 수요기업에서 시작해 IP기업, 팹리스, 파운드리까지 이어진다. 수요기업은 필요한 사양과 시험 환경을 제공하고, IP기업은 설계자산 활용을 지원한다. 팹리스는 이를 바탕으로 반도체를 설계하며, 파운드리는 시제품을 제작한다. 이후 완성된 칩과 모듈, 소프트웨어를 실제 제품 환경에서 검증한다.

정부는 공동 개발한 기술이 실제 제품에 채택되는 성과로 연결되는 것을 이번 사업의 핵심 기준으로 제시했다. 수요기업의 제조 경쟁력과 국내 팹리스의 기술력이 제품 탑재 및 사업화 실적으로 이어지도록 반도체 생태계 전반이 참여하는 구조를 운영한다는 계획이다.