🧠 GPU 다음은 뉴로모픽! 한국이 AI 반도체 시장을 주도할 수 있는 이유

 

이미지=매일경제, 석민구 교수

 

최근 석민구 컬럼비아대 교수의 인터뷰가 한국 반도체 업계에 희망적인 메시지를 던졌다. "뉴로모픽 반도체 분야에서 한국 연구자들의 경쟁력은 세계 최상위권"이라는 그의 발언은 단순한 격려가 아니라, 구체적인 데이터와 현장 경험에 기반한 진단이다.

🔥 AI 반도체 시장, 패러다임이 바뀌고 있다

현재 AI 시장은 엔비디아의 GPU가 지배하고 있다. ChatGPT를 비롯한 대형언어모델(LLM)의 폭발적 성장과 함께 GPU 수요는 천정부지로 치솟았고, 엔비디아는 시가총액 3조 달러를 돌파하며 세계에서 가장 가치 있는 기업 중 하나로 자리매김했다. 하지만 석 교수는 여기서 멈추지 말고 다음 단계를 준비해야 한다고 강조한다.

GPU는 병렬 처리에 탁월하지만, 에너지 효율성 측면에서는 한계가 있다. 대규모 AI 모델을 학습시키고 운영하는 데이터센터의 전력 소비는 이미 심각한 문제로 대두되고 있다. 이런 상황에서 뉴로모픽 반도체는 게임 체인저가 될 수 있다.

🧬 뉴로모픽 반도체란 무엇인가?

뉴로모픽(Neuromorphic) 반도체는 인간의 뇌 구조를 모방한 차세대 AI 칩이다. 기존 폰 노이만 구조와 달리, 뉴런과 시냅스의 작동 방식을 본떠 만들어져 훨씬 적은 전력으로 복잡한 연산을 수행할 수 있다.

뉴로모픽 반도체의 핵심 장점:

• 초저전력: 기존 칩 대비 1/1000 수준의 전력 소비
• 실시간 처리: 센서 데이터를 즉각적으로 처리
• 적응형 학습: 환경 변화에 따라 스스로 학습하고 적응
• 엣지 컴퓨팅 최적화: 클라우드 연결 없이 기기 자체에서 AI 연산 가능

IBM의 TrueNorth, 인텔의 Loihi 시리즈 등이 대표적인 뉴로모픽 칩이며, 최근에는 자율주행차, 로봇, IoT 기기 등에 적용되며 상용화 단계에 접어들고 있다.

한국 연구자들의 놀라운 경쟁력

석 교수가 제시한 가장 주목할 만한 근거는 ISSCC(International Solid-State Circuits Conference) 학회 데이터다. ISSCC는 반도체 분야에서 가장 권위 있는 국제 학회로, 여기서 논문이 채택되는 것 자체가 세계적 수준의 연구력을 인정받는다는 의미다.

석 교수에 따르면, AI 가속기 세션에서 발표된 전체 논문 10편 중 6편의 제1저자가 한국인이었다. 이는 미국, 중국, 대만 등 반도체 강국들을 압도하는 수치다. 60%라는 점유율은 한국의 연구 역량이 단순히 '경쟁력 있는' 수준이 아니라 '압도적'이라는 것을 보여준다.

📊 한국 반도체 인재 생태계의 저력

한국이 이런 경쟁력을 갖게 된 배경에는 2000년대 초반의 반도체 붐이 있다. 당시 삼성전자와 SK하이닉스가 메모리 반도체 시장을 석권하면서 반도체 산업이 급성장했고, 우수한 인재들이 대거 공대, 특히 전기·전자공학과로 진학했다.

이들은 현재 다양한 분야에서 활약하고 있다:

• 대학: 세계 수준의 연구를 이끄는 교수진
• 기업 연구소: 삼성, SK, LG 등의 핵심 R&D 인력
• 스타트업: 차세대 기술을 상용화하는 창업가들
• 해외 기관: 실리콘밸리, 유럽 등에서 활동하는 글로벌 인재

석 교수는 "최근 아시아 연구자들이 미국·유럽보다 두드러진 성과를 보이고 있으며, 특히 한국 연구자들의 실력은 세계 정상급"이라고 평가했다.

💡 왜 지금이 기회인가?

반도체 산업에는 명확한 패러다임 전환기가 있다. PC 시대의 CPU, 모바일 시대의 AP(Application Processor), AI 시대의 GPU가 그랬다. 그리고 지금, 차세대 AI 시대를 위한 뉴로모픽 반도체가 부상하고 있다.

한국에게 유리한 조건들:

1. 세계 최고 수준의 연구 역량: ISSCC 같은 세계 학회에서 입증된 기술력
2. 탄탄한 제조 인프라: 삼성과 SK하이닉스의 첨단 파운드리 시설
3. 풍부한 인재 풀: 20년간 축적된 반도체 전문 인력
4. 정부의 적극적 지원: 반도체 특별법 등 제도적 뒷받침

석 교수는 "10년을 내다보고 투자한다면 한국이 승부를 볼 수 있는 시장"이라고 강조했다. 메모리 반도체에서는 이미 세계 1위지만 수익성 저하 문제에 직면한 상황에서, 뉴로모픽 같은 신시장 선점은 한국 반도체 산업의 돌파구가 될 수 있다.

🚀 극복해야 할 과제들

물론 장밋빛 전망만 있는 것은 아니다. 한국이 뉴로모픽 시장을 선점하기 위해서는 몇 가지 과제를 해결해야 한다.

장기적 관점의 투자가 필요하다. 뉴로모픽 반도체는 아직 대규모 상용화 단계에 이르지 못했다. 단기 수익을 기대하기보다는 10년 후를 내다보는 인내심 있는 투자가 필요하다. 석 교수가 "10년을 내다보고"라고 강조한 이유다.

생태계 구축이 중요하다. 하드웨어만으로는 부족하다. 뉴로모픽 칩을 활용할 수 있는 소프트웨어 툴, 알고리즘, 응용 분야 개발이 함께 이루어져야 한다. IBM과 인텔이 단순히 칩만 만드는 게 아니라 개발 플랫폼과 커뮤니티를 동시에 육성하는 이유다.

산학연 협력 강화가 필수다. 대학의 우수한 연구 성과가 기업의 상용화로 이어지고, 다시 연구 투자로 선순환되는 구조를 만들어야 한다. 미국 실리콘밸리의 스탠퍼드-산업계 협력 모델을 벤치마크할 필요가 있다.

글로벌 표준화 경쟁에 참여해야 한다. 새로운 기술이 부상할 때는 표준을 누가 주도하느냐가 시장 지배력을 결정한다. 한국도 국제 표준화 기구에서 적극적으로 목소리를 내야 한다.

🌏 글로벌 경쟁 구도

뉴로모픽 반도체 시장은 아직 초기 단계지만, 주요 국가와 기업들이 이미 치열하게 경쟁하고 있다. 미국은 IBM, 인텔, DARPA 등을 중심으로 막대한 연구비를 투입하고 있고, 중국은 국가 차원에서 AI 반도체 자립을 추진 중이다. 유럽도 EU의 Horizon 프로그램을 통해 뉴로모픽 연구에 집중 투자하고 있다.

하지만 석 교수의 진단처럼 한국은 이 경쟁에서 충분히 앞서 나갈 수 있는 조건을 갖추고 있다. 특히 '연구 역량'과 '제조 능력'을 동시에 보유한 국가는 많지 않다. 미국은 연구는 강하지만 제조는 대만과 한국에 의존하고, 중국은 제조 기반은 있지만 첨단 기술에서는 아직 격차가 있다.

🎯 결론: 지금 투자해야 할 때

석민구 교수의 메시지는 명확하다. GPU가 지배하는 현재 시장에 안주하지 말고, 뉴로모픽이 주도할 미래 시장을 준비하라는 것이다. 그리고 한국은 그럴 수 있는 충분한 역량을 갖추고 있다.

2000년대 초반 메모리 반도체에 집중 투자하여 세계 1위가 된 것처럼, 지금 뉴로모픽에 투자한다면 2030년대 AI 반도체 시장을 주도할 수 있다. ISSCC에서 한국 연구자들이 보여준 60%의 점유율은 단순한 숫자가 아니라, 한국이 이 분야에서 세계를 리드할 수 있다는 강력한 신호다.

중요한 것은 속도와 지속성이다. 10년을 내다보는 장기적 관점에서, 정부와 기업이 함께 뉴로모픽 생태계를 구축해야 한다. 우수한 연구 인력에 대한 지원을 강화하고, 스타트업이 혁신적인 아이디어를 상용화할 수 있는 환경을 만들고, 대기업은 과감한 투자로 시장을 선점해야 한다.

반도체는 단순한 산업이 아니라 국가 경쟁력의 핵심이다. 한국이 제2의 반도체 부흥기를 맞이할 수 있을지는 지금 이 순간의 선택에 달려 있다. 🚀

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📊 뉴로모픽 칩 시장 전망 및 주요 통계

1. 글로벌 시장 규모 전망

시장 성장 예측 (2024-2030)

연도시장 규모연평균 성장률 (CAGR)출처

2024	$135.2 million - $480 million	-	Kings Research, Mobility Foresights
2025	$182.9 million - $330 million	-	Multiple Sources
2030	$1.3 billion - $20.3 billion	21.2% - 104.7%	Grand View Research, Mordor Intelligence
2035	$8.1 billion - $10 billion	17.57% - 69.1%	Market Research Future, MarketGenics

출처:

• Grand View Research (2025)
• Mordor Intelligence (2024)
• Market Research Future (2025)
• Kings Research (2024)
• Mobility Foresights (2025)

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2. 주요 시장 지표

글로벌 뉴로모픽 컴퓨팅 시장 성장 추이

 

 

2023년: $5.3 billion
2024년: $6.4 billion (+20.8%)
2025년: $7.8 billion (예상)
2030년: $20.3 billion (예상)

연평균 성장률: 21.2% (2024-2030)

출처: Grand View Research, "Neuromorphic Computing Market Size & Share Analysis" (2025)

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3. 지역별 시장 점유율 (2024년 기준)

시장 점유율 분포

지역시장 점유율특징

북미	36-37%	기술 선도, R&D 투자 집중
유럽	22-25%	학술 연구 중심
아시아태평양	25-30%	가장 빠른 성장 지역
기타	10-15%	신흥 시장

주목할 점: 아시아태평양 지역은 2025-2030년 기간 동안 최고 성장률을 기록할 것으로 예상

출처:

• Grand View Research (2025)
• Kings Research (2024)

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4. 응용 분야별 시장 규모 (2024년)

주요 응용 분야

응용 분야시장 점유율2030년 예상 규모

이미지 처리/컴퓨터 비전	45.5%	$690.3 million
소비자 전자제품	42%	$746.3 million
자율주행/로보틱스	18-20%	급성장 예상
IoT 기기	12-15%	급성장 예상
의료/헬스케어	8-10%	성장 중

출처:

• Grand View Research (2025)
• Kings Research (2024)
• Market Research Future (2025)

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5. 하드웨어 vs 소프트웨어 시장

구성 요소별 시장 점유율 (2023년)

 

 

하드웨어: 75%
  - 뉴로모픽 칩
  - 프로세서
  - 메모리 유닛
  - 센서

소프트웨어: 20%
  - 개발 툴
  - 알고리즘
  - 플랫폼

서비스: 5%
  - 컨설팅
  - 통합 서비스

출처: Spherical Insights (2024)

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6. IoT 기기 성장과 뉴로모픽 수요

전 세계 IoT 기기 수 전망

연도IoT 기기 수뉴로모픽 적용 기회

2022	11억 개 (웨어러블)	초기 단계
2025	300억 개 (추정)	급성장 시작
2027	350억 개	IoT 지출 $435B
2030	500억 개 이상	대규모 적용

출처:

• International Telecommunication Union (ITU)
• International Data Corporation (IDC)

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7. 한국의 경쟁력 지표

ISSCC 2025 AI 가속기 세션 논문 분석

 

 

전체 논문 수: 10편
한국인 제1저자: 6편 (60%)
미국: 2편 (20%)
중국: 1편 (10%)
기타: 1편 (10%)

핵심 시사점: 한국 연구자들이 세계 최고 수준의 AI 반도체 학회에서 압도적 성과 달성

출처: 석민구 컬럼비아대 교수 인터뷰, 매일경제 (2025년 10월)

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8. 주요 기업 투자 동향

글로벌 기업들의 뉴로모픽 투자

기업주요 제품/프로젝트시기

Intel	Loihi 2 칩	2021년 출시
IBM	TrueNorth, NorthPole	지속 개발
Samsung	차세대 AI 칩	개발 중
SK Hynix	뉴로모픽 메모리	연구 단계
BrainChip	Akida	2024년 상용화
SynSense	-	2023년 $10M 투자 유치

출처: 각 기업 발표자료 및 업계 리포트

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9. 에너지 효율성 비교

GPU vs 뉴로모픽 칩 전력 소비

 

 

기존 GPU: 250-400W
뉴로모픽 칩: 0.2-20W

에너지 효율: 약 1/1000 수준

실제 사례: Intel Loihi 2 칩은 기존 프로세서 대비 1,000배 빠른 처리 속도와 획기적인 전력 절감 달성

출처: Mordor Intelligence (2024)

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10. 정부 R&D 투자 현황

주요 국가별 AI/반도체 투자

국가투자 프로그램투자 규모

미국	DOE 차세대 컴퓨팅	$12.6M (2024)
중국	Made in China 2025	수조 위안
유럽	EU Digital Compass	수십억 유로
한국	반도체 특별법	수조 원

출처:

• U.S. Department of Energy
• 각국 정부 발표자료

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결론

뉴로모픽 칩 시장은 2024년부터 2030년까지 **연평균 20-100%**의 폭발적 성장이 예상되며, 특히 아시아태평양 지역이 가장 빠르게 성장할 것으로 전망됩니다.

한국은 ISSCC 학회에서 입증된 것처럼 세계 최고 수준의 연구 경쟁력을 보유하고 있으며, 삼성과 SK하이닉스의 제조 역량을 결합할 경우 이 시장을 선도할 수 있는 최적의 위치에 있습니다.

핵심 수치 요약:

• 2030년 시장 규모: $1.3B - $20B
• 연평균 성장률: 21-105%
• 한국 연구자 ISSCC 점유율: 60%
• 에너지 효율: 기존 GPU 대비 1/1000
• 2030년 예상 IoT 기기 수: 500억 개 이상

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자료 출처:

• Grand View Research (2025)
• Mordor Intelligence (2024)
• Market Research Future (2025)
• Kings Research (2024)
• Mobility Foresights (2025)
• Spherical Insights (2024)
• International Telecommunication Union (ITU)
• International Data Corporation (IDC)
• U.S. Department of Energy
• 석민구 컬럼비아대 교수 인터뷰, 매일경제 (2025년 10월 3일)