“인텔 비켜”… 기술로 추월한 K반도체 스타트업들 [심층기획-韓 반도체 혹한기 생존 전략]

균형 생태계 한축 될 유망업체들

퓨리오사AI 개발 NPU칩 ‘워보이’
글로벌 성능경연서 엔비디아 꺾어
리벨리온의 금융용 AI칩 ‘아이온’
인텔 제품 넘어서 최고 속도 인정

설비 투자와 연구개발(R&D)에 막대한 비용이 투입되는 반도체 산업 특성상 국내에서는 삼성전자와 SK하이닉스 등 대기업 중심으로 반도체 산업이 성장해 왔다. 최근에는 뛰어난 기술력을 강점으로 글로벌 반도체 기업을 뛰어넘는 제품을 만들어내는 반도체 스타트업들이 등장하기 시작했다.

가장 눈에 띄는 스타트업은 신경망처리장치(NPU)를 만드는 ‘퓨리오사에이아이’(퓨리오사AI)다. NPU란 인공지능(AI) 연산에 최적화된 시스템 반도체를 가리킨다. 퓨리오사AI는 NPU를 직접 설계하고 생산한다.

AI반도체의 중요성은 점차 커지고 있다. NPU가 등장하기 전에는 중앙처리장치(CPU)나 그래픽처리장치(GPU)가 AI 연산을 처리했다. 그러나 클라우드 데이터센터, 자율주행, 스마트팩토리 등 빅데이터가 늘어나며 CPU와 GPU의 연산처리 기능으로는 한계가 생겼다. NPU는 대규모 연산을 저전력으로 빠르게 처리해낼 수 있다. 글로벌 리서치 기업 가트너에 따르면 글로벌 AI반도체 시장 규모는 2019년 134억9000만달러에서 2025년 767억7000만달러로 성장할 것으로 예상된다.

2017년 창업한 퓨리오사AI는 작지만 강하다. 백준호 대표는 미국 반도체 기업 AMD의 GPU 설계팀과 삼성전자 메모리사업부 설계팀을 거친 인재다. 이외에 퓨리오사AI 개발진도 삼성전자와 퀄컴, 구글 등에서 실력을 쌓아온 전문가들이다.

기술력도 이미 인정받았다. 퓨리오사AI는 지난해 9월 열린 글로벌 AI반도체 성능 경연대회 ‘엠엘퍼프’(MLPerF) 추론 분야에서 자사 첫 번째 실리콘칩 ‘워보이’(Warboy)로 미국 엔비디아를 꺾었다. 2023년 출시를 목표로 초거대 AI 모델을 타깃으로 한 두 번째 칩을 개발하고 있다.

또 다른 유망주인 리벨리온은 2020년 박성현 대표가 만든 AI반도체 스타트업이다. 박 대표는 미국 매사추세츠공대(MIT) 전기컴퓨터공학 박사 출신으로 미국 인텔과 스페이스X, 모건스탠리 등을 거쳐 리벨리온을 창업했다. 리벨리온은 금융용 AI반도체 칩인 ‘아이온’을 선보였다. 업계에서 선두를 달리던 인텔의 ‘고야’를 뛰어넘고 현재 세계에서 가장 빠른 금융 특화 NPU로 인정받고 있다.

오픈엣지테크놀로지는 2017년 설립된 반도체 설계자산(IP) 플랫폼 전문회사다. 이 회사는 반도체 칩을 직접 만들지는 않는다. 원천기술을 기반으로 이른바 핵심 설계도라고 할 수 있는 IP를 제작하고 공급하는 역할을 한다. 보유하고 있는 IP 포트폴리오는 다르지만, 영국의 ARM과 사업모델이 비슷하다고 볼 수 있다.

파두는 2015년 삼성전자와 SK하이닉스 개발자들을 중심으로 설립된 반도체 설계 스타트업이다. 이 회사는 메모리 기반 저장장치인 솔리드스테이트드라이브(SSD)의 부품인 컨트롤러를 설계한다. SSD의 속도를 높이기 위해서는 컨트롤러가 핵심이다. 파두는 SK하이닉스와 합작으로 글로벌 사회관계망서비스(SNS) 기업인 메타에 SSD를 공급하고 있다. 기술력을 바탕으로 파두는 국내 반도체 설계 기업 중 처음으로 유니콘 기업(기업가치 1조원 이상 스타트업)으로 등극했다.

남혜정 기자