"예전 아날로그에서 디지털로 대전환이 일어났던 것처럼, AI가 또 한번 세상을 바꿀 것입니다. 특히 국내 제조업을 이끌 '온디바이스 AI'에 주목해야 하죠. 국내 산업계가 경쟁력을 유지하기 위해선 온디바이스 AI용 반도체 기술력과, 창의성 있는 엔지니어 확보에 주력해야 합니다"

김용석 가천대 석좌교수(반도체교육원장)는 지난 10일 대구대학교에서 열린 '2025 대한전자공학회 주최 SoC 학술대회' 키노트를 통해서 학생들에게 온디바이스 AI 시대를 대비하기 위한 기술을 소개하고, 인정 받는 SoC(시스템온칩) 설계자가 되기 위한 마음 자세(Attitude)를 설명 했다.

김 교수는 1983년 삼성전자 종합연구소에 입사해 약 30년간 엔지니어로 근무한 시스템반도체 전문가다. TV, 오디오, 통신기기용 ASIC(주문형반도체)를 개발했으며, 초기 갤럭시 스마트폰의 소프트웨어 개발을 맡기도 했다. 현재는 가천대 반도체교육원 초대 원장 겸 반도체공학회 고문, 팹리스 산업협회 고문으로서 국내 반도체산업 발전과 후학 양성에 힘쓰고 있다.

김 교수가 삼성전자에 입사했던 1980년대는 아날로그에서 디지털로의 전환이 시작됐던 시기다. 김 교수 또한 아날로그 방식의 카세트 녹음기를 디지털 방식으로 바꾸는 DAT(Digital Audio Tape) 칩 개발을 맡은 바 있다.

김 교수는 "당시에는 아날로그 제품에 디지털 기술을 적용하는 형태로 제품을 차별화했는데, 맞춤형 반도체 칩을 개발해 탑재하는 것이 경쟁력의 핵심이었다"며 "삼성전자도 DAT 칩의 사양을 직접 정해서 구현해보는 등, 굉장히 모험적인 일을 했었다"고 회상했다.

최근 IT 시장은 또 한번의 변혁을 맞이하고 있다. 1980년대 디지털 기술의 도입이 활발했다면, 2020년대에는 이미 디지털화된 제품에 AI 기술을 적용하려는 시도가 대세로 떠올랐다.

삼성전자가 지난해 초 공개한 플래그십 스마트폰 '갤럭시 S24 울트라'가 대표적인 사례다. 해당 제품은 삼성전자의 자체 인공지능 플랫폼을 적용해 온디바이스 AI 기능을 구현한다. 온디바이스 AI란, 서버 및 클라우드를 거치지 않고 기기 자체에서 AI 기능을 수행하는 기술이다.

김 교수는 온디바이스 AI용 반도체 개발이 국내 반도체 산업의 핵심 과제라고 보고 있다. 온디바이스 AI가 스마트폰 외에도 PC·자동차·로봇 등 다양한 분야에서 빠르게 확산되는 추세에 맞춰, NPU(신경망처리장치)와 같은 맞춤형 반도체 수요도 늘어날 것이라는 전망에서다.

김 교수는 "우리나라가 제조업 측면에서 강점을 지닌 세트 시장은 온디바이스 AI의 가장 유망한 적용처"라며 "글로벌 시장에서 경쟁력을 갖추기 위해서는 온디바이스 AI에 특화된 반도체 기술력을 확보해야 한다"고 강조했다.

다만 전 세계 반도체 공급망은 미중간 패권 다툼에 따라 크게 흔들리고 있다. 미국은 자국 내 반도체 공급망 강화를 추진하는 동시에 중국을 지속 견제하고 있으나, 중국 역시 이에 굴하지 않고 적극적인 투자를 진행 중이다.

특히 중국은 세트 업체인 화웨이와 자회사인 반도체 설계 기업 하이실리콘, 파운드리 기업인 SMIC, 메모리 업체인 CXMT·YMTC 등을 보유하고 있다. 이들 기업은 중국 정부의 막대한 지원금을 받으며 기술력을 빠르게 끌어올리고 있다는 평가를 받는다.

김 교수는 "화웨이가 하이실리콘을 통해 7나노미터(nm) 반도체를 설계하고, 이걸 SMIC가 만들어 다시 화웨이 스마트폰에 공급한 사례에 주목해야 한다"며 "칩에서부터 세트까지 전체 공급망을 모두 갖춘 형태의 체제가 이뤄졌다"고 말했다.

이어 "결국 우리나라의 학생들이 취업을 하게 되면, 주요 경쟁자는 중국 반도체 엔지니어가 될 것"이라며 "향후 AI 반도체 분야에서 엔비디아의 아성을 무너뜨릴 수도 있는 만큼, 중국 반도체 기업들의 성장을 주의깊게 봐야 한다"고 덧붙였다.

이처럼 글로벌 AI 반도체 경쟁이 심화되는 가운데, 국내 반도체 업계도 양질의 엔지니어 육성 전략에 사활을 걸어야 한다는 지적이 제기된다.

김 교수는 강연에 참석한 학생들에게 "학교는 지식을 중요하게 생각하지만, 사회와 기업에서는 지식과 더불어 창의성, 추진력, 의사소통능력 등을 모두 키워야 한다"며 "특히 창의성은 AI 시대에서 중요한 덕목으로, 스스로 질문하고 답을 찾으려는 태도가 있어야 한다"고 말했다.

생각하는 힘을 기르기 위한 주요 방안으로는 글쓰기를 제시했다. 김 교수는 "하버드 대학 신입생은 한 학기에 적어도 세 편의 에세이를 쓰고, 졸업생들도 성공의 가장 큰 요인을 글쓰기라도 답했다"며 "책이나 강연에서 들은 내용을 A4 용지 한 페이지에 정리하며 생각하는 힘을 길러야 한다"고 설명했다.

끝으로 김 교수는 "AI 시대의 주도권은 사람에게 있다. AI가 하라는 대로 따르는 게 아닌, AI를 조력자로서 최대한 활용해야 한다"며 "향후 일자리는 AI가 없애는 것이 아니라, AI를 잘 다루는 사람과의 경쟁에 밀려 잃게될 것"이라고 강조했다.