뇌처럼 학습·판단하는 AI 반도체 '뉴로모픽', 韓 특허 출원 증가율 세계 2위

한국이 뉴로모픽 반도체 특허 출원 증가율에서 전 세계 2위를 기록한 것으로 나타났다. 뉴로모픽 반도체는 인간의 뇌 신호 전달 방식을 모방한 인공지능(AI) 칩으로 차세대 AI 반도체 기술로 각광받고 있다. 반도체 산업 경쟁 구도가 저전력·고효율 중심으로 재편되는 가운데, 높은 연산 속도와 전력 효율성을 앞세워 관련 특허 경쟁과 시장 확대가 더욱 가속화할 것으로 보인다.

지식재산처는 2003년부터 지난해까지 최근 22년간 특허 다출원 5개국(IP5)에서 출원된 뉴로모픽 반도체 분야 특허를 분석한 결과를 7일 발표했다. 분석에 따르면 한국의 특허 출원 증가율은 39.1%로 중국(39.3%)에 이어 전 세계 2위를 차지했다. 3위인 미국은 13.1%, 유럽과 일본은 각각 9.2%, 3.7%로 집계됐다. 출원 건수는 한국이 702건으로 미국(1528건), 중국(839건)에 이어 3위로 조사됐다.

글로벌 AI 반도체 기술 경쟁이 본격화되면서 뉴로모픽 분야 역시 특허 출원이 빠르게 늘고 있다. 2018년부터 2022년까지 IP5에 출원된 뉴로모픽 반도체 특허 총 건수는 1896건으로, 직전 5년간 출원된 860건 대비 약 120% 증가했다. 글로벌 시장조사업체 마케츠앤드마케츠에 따르면, 글로벌 뉴로모픽 컴퓨팅 시장은 지난해 기준 2850만 달러에서 2030년 13억 2520만 달러로 커지며 연평균 성장률은 89.7%에 달할 것으로 추정된다.

뉴로모픽 반도체는 인간의 뇌가 뉴런과 시냅스로 정보를 처리하는 방식을 모방해 연산과 저장을 동시에 처리하는 구조가 특징이다. 연산과 저장 기능이 분리돼 개발된 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU) 등 기존 AI 반도체보다 적은 전력으로 고난도 연산을 수행할 수 있다는 점이 강점으로 꼽힌다. 미국의 반도체 기업 인텔이 개발하고 있는 뉴로모픽 반도체 ‘로이히 2’는 기존 GPU보다 최소 30배 이상 효율적인 것으로 알려졌다. 업계에서도 뉴로모픽 반도체는 기술 성숙도 측면에선 초입 단계지만 자율주행, 지능형 로봇, 생체인식 등 다양한 첨단 응용 분야에서 활용될 것으로 내다보는 추세다.

국내 뉴로모픽 반도체 특허 출원은 삼성전자와 한국전자통신연구원(ETRI) 등 네 곳을 중심으로 집중되는 양상이다. 삼성전자(183건), ETRI(85건), SK하이닉스(84건), 서울대(56건) 등 4곳이 국내 전체 특허의 약 60%를 차지하고 있다. 삼성전자는 2018년부터 5년간 출원 건수가 115건으로 직전 5년간 출원된 43건 대비 약 167% 증가했고, ETRI도 같은 기간 7건에서 60건으로 크게 늘었다. 특히 삼성전자는 글로벌 정보기술(IT) 기업인 IBM과 퀄컴에 이어 뉴로모픽 특허 보유량이 전 세계 3위인 것으로 집계됐다.

지식재산처 관계자는 “우리 기업이 뉴로모픽 반도체 기술 분야를 주도해 나갈 수 있도록 과학기술정보통신부, 산업통상부 등 관련 기관과 협력 체계를 구축하고 특허 분석 결과를 산업계와 공유하는 등 적극 지원하겠다”고 밝혔다.
최영총 기자 youngchoi@hankyung.com