토종 AI반도체, 차세대 제품 개발 열중…300억 시제품 비용은 '부담'

[이데일리 김현아 IT전문기자] AI 반도체 설계기업 리벨리온과 사피온이 연내 통합을 선언한 가운데 국내 기업들이 AI칩 성능을 높이기 위해 고대역폭메모리(HBM)를 도입한 차세대 제품을 개발하고 있다. 그러나 시제품 테스트 비용이 한 회당 최소 150억원에서 300억원에 달해 정부 지원이 절실한 상황이다.

[이데일리 문승용 기자]

◇HBM 접목 AI칩 연내 공개

16일 업계에 따르면 퓨리오사AI와 리벨리온은 연내 HBM을 채택한 차세대 제품을 공개할 예정이다. 퓨리오사AI는 SK하이닉스(000660)의 HBM3를 탑재한 ‘레니게이드’를, 리벨리온은 삼성전자(005930) HBM3E과 결합한 ‘리벨’을 개발 중에 있다. 리벨리온과 연내 통합을 앞둔 사피온은 2025년 출시를 목표로 SK하이닉스의 ‘HBM3E’를 사용한 ‘X430’ 칩을 개발 중이다. 이를 통해 데이터 센터 고객들이 엔비디아의 A100·H100을 대체하도록 유도할 계획이다.

백준호 퓨리오사AI 대표는 지난 13일 한국정보통신진흥협회가 주최한 ‘디지털 인사이트 포럼’에서 ‘레니게이드’ 시제품을 선보이며 “SK하이닉스의 HBM3가 장착됐고, 400억 개의 트랜지스터가 집적돼 엔비디아의 하이엔드 제품군과 경쟁할 수 있다”고 말했다. 이날 백 대표가 소개한 것은 ‘레니게이드’의 실리콘 버전(시제품)이다.

HBM 탑재 AI칩에 있어 퓨리오사AI가 가장 앞서 있는 것으로 보인다. 다만 리벨리온과 사피온은 각각 삼성전자와 SK하이닉스의 HBM 확장 버전인 ‘HBM3E’를 탑재했다는 차이가 있다. HBM은 여러 개의 D램을 연결하여 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 크게 끌어올린 메모리 반도체이며 HBM3E는 현재 구현 가능한 최고 성능의 D램 제품이다.

◇테스트비용 부담 커…과기부, 산자부와 협의중

그러나 AI 반도체 설계 기업들에게 시제품 테스트 비용은 큰 부담이다. 특히 MPW(멀티 프로젝트 웨이퍼)를 진행하는 데 드는 비용이 굉장히 높은데, 이는 여러 회사의 프로젝트를 한 장의 웨이퍼에 올려 시제품용 테스트를 하는 과정이다.

백 대표는 “실리콘 시제품 개발에 1500억원을 투자했으며, 양산까지 고려하면 추가로 약 2000억원이 소요된다”며 “개발된 실리콘(시제품)이 한 번에 성공해야 하며 실패할 여유가 없다”고 어려움을 토로했다.

온디바이스 AI칩 업체 딥엑스의 김정욱 부사장은 “경쟁력 있는 제품을 개발하려면 고가의 백엔드를 사용해야 하며, 5나노 공정에서 MPW(멀티 프로젝트 웨이퍼)를 진행하는 데 150억원에서 300억원 정도 든다. 실패 시 큰 리스크를 감수해야 한다”고 말했다. 그는 “팹리스 회사들이 저렴한 가격으로 선행 공정을 이용할 수 있는 조건이 마련되기를 바란다. 앞서 나가는 회사들이라도 집중 지원해 선행 공정을 사용할 수 있도록 차별화된 시스템을 구현할 필요가 있다”고 덧붙였다.

이에 대해 과학기술정보통신부 윤두희 정보통신산업정책과장은 “실리콘 시제품 제작에 부담이 커서 산업부 등 관계부처와 협의 중에 있다”며 “AI 반도체 분야의 예타 사업은 1조원 정도로 큰 부분을 차지하지만, 엔비디아와 비교하면 여전히 한계다. 저전력 AI 반도체 경쟁을 선도하기 위해 산업계와 긴밀히 협력하겠다”고 밝혔다.