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[ 보고서 소개 ]
올해 전 세계 인공지능(AI) 반도체 매출이 큰 폭으로 성장하면서 시장 주도권 확보를 위한 경쟁이 한층 치열해질 전망이다.
30일 시장조사업체 가트너가 발표한 시장 전망에 따르면, 글로벌 AI 반도체 매출은 작년 536억6천만달러(약 73조원)에서 올해 712억5천만달러(약 97조원)로 33% 증가할 것으로 추산된다.
또 올해 AI PC 출하량은 전체 PC 출하량의 22%를 차지하고, 2026년 말에는 기업용 PC 구매의 100%가 AI PC일 것으로 내다봤다.
컴퓨터 전자제품 부문 내 AI 칩 매출은 334억달러로, 전체 AI 반도체 매출의 47%를 차지할 것으로 추산된다.
특히 데이터센터용 고성능 AI 칩 수요 증가로 AI 가속기의 가치도 올해 210억달러에서 2028년 기준 330억달러로 증가할 것으로 가트너는 예상했다.
AI 반도체 주도권을 둘러싼 반도체 공급 업체와 테크 기업 간 치열한 경쟁도 벌어질 것으로 예상된다.
현재 엔비디아가 선점한 고성능 그래픽처리장치(GPU)에 관심이 집중되어 있다. 하지만, AWS와 구글, 메타, 마이크로소프트 등 빅테크 기업을 중심으로 자체 칩 개발에 막대한 투자가 이뤄지고 있어
엔비디아 독주체제도 흔들릴 수 있다는 해석도 나온다. 챗GPT 개발사인 오픈AI의 경우 자체 반도체 기업 설립을 위해 대규모 투자 유치에 나선 바 있다.
엔비디아는 현재 첨단 GPU 시장에서 최고의 자리를 차지하고 있지만 빅테크 경쟁사와 수많은 스타트업, 인텔을 비롯한 반도체 기업들의 도전에 직면해 있다.
정부는 최근 "금융·인프라·연구개발(R&D)은 물론, 중소·중견기업 지원까지 아우르는 20조 원 규모의 반도체 산업 종합지원 프로그램을 만들었다"며 반도체 산업 종합지원 방안을 공개했다.
우선적으로 산업은행에 17조원 규모의 반도체 금융지원 프로그램을 신설할 것이라고 밝혔다
이에 당사는 시장이 확대되는 차세대 반도체 시장의 기술 개발동향 및 시장전망을 정리 분석하여 본서를 발간하게 되었으며,
관련 시장에 관심을 갖고 계신 분들께 조금이나마 도움이 되기를 기대해 본다.
[ 목차 ]
Ⅰ. 2024 인공지능(AI) 반도체 산업동향 및 기술현황
1. 인공지능(AI) 반도체
1) 개요
2) 기술동향
3) 산업동향
(1) 해외 산업동향
(2) 국내 산업동향
4) 정책동향
(1) 해외 정책동향
(2) 국내 정책동향
5) R&D 투자 동향
(1) 정부R&D 과제 수행 현황
(2) 정부R&D 사업 투자 동향
6) 결론 및 시사점
(1) 요약 및 결론
(2) 시사점
2. 인공지능(AI) 반도체 시장현황 및 전망
1) 인공지능(AI) 개요
(1) 인공지능(AI)의 부상
2) 인공지능(AI) 반도체 시장현황 및 전망
(1) 시장규모
(2) 경쟁구도
(3) 주요 사업자
가. 반도체기업
나. Big Tech
다. 스타트업
라. 향후 전망
3) 주요국의 육성정책
4) 한국의 인공지능(AI) 반도체 산업현황
(1) 인공지능(AI) 반도체 기업현황 및 경쟁력
(2) 정부의 육성정책
5) 결론 및 시사점
3. 인공지능(AI) 반도체 기술동향
1) 개요
2) 인공지능(AI) 반도체 시장 동향분석
3) 인공지능(AI) 반도체 기술동향 분석
(1) 엣지 컴퓨팅을 위한 인공지능 반도체 기술
가. 템플릿 기반 마이크로아키텍처 구조
나. 초경량 인공지능 모델 지원 반도체 구조
다. 온-디바이스 학습을 위한 하드웨어 구조
(2) 데이터센터를 위한 인공지능 반도체 기술
가. ASIC 기반 Pod-level 데이터 병렬화 기술
나. 초거대 모델을 위한 인공지능 반도체
다. 데이터센터 인공지능 연산 가속을 위한 차세대 인터커넥트 기술
(3) 인공지능 반도체 관련 기업 동향
4) 결론 및 시사점
4. 고성능 인공지능(AI) 반도체의 기술적 과제
1) 개요
2) 하드웨어에 대한 기술적 과제
(1) 높은 메모리 대역폭
(2) 높은 연산 능력
(3) 다양한 숫자 형식 지원
(4) 다양한 모델 지원 가능한 유연성
(5) 이종 AI 반도체를 포함한 시스템
(6) 선제적 하드웨어 사양 결정
3) 소프트웨어에 대한 기술적 과제
(1) CUDA 수준의 사용성
(2) AI 반도체에 최적화된 컴파일러
(3) 데이터센터 스케일로 확장 가능한 소프트웨어 계층 지원
4) 중장기적 기술 과제
(1) 컨피덴셜 컴퓨팅
(2) 칩렛(Chiplet) 기술과 칩간 연결(Chip-to-Chip Interconnect)
(3) 프로세싱 인 메모리
5) 결론 및 시사점
5. 생성형 AI 생태계 기업전략과 반도체 역할
1) 개요
2) 생성형 AI 생태계 구조와 전개 방향
(1) 생성형 AI 생태계 구조
(2) 생성형 Al Tech Stack별 전개 방향
가. Layer 1 - 컴퓨팅 인프라
나. Layer 2 - 파운데이션 모델
다. Layer 3 – 애플리케이션
3) 생성형 AI 기업의 비즈 모형과 반도체 역할
(1) 생성형 AI 생태계 기업의 방향성
(2) 구글
(3) 아마존
(4) 마이크로소프트
(5) 엔비디아
4) 결론 및 시사점
6. 인공지능(AI) 반도체 표준 동향과 전망
1) 개요
2) 인공지능(AI) 반도체 정책 및 산업동향
(1) 인공지능 반도체 정책동향
(2) 인공지능(AI) 반도체 산업동향
3) 인공지능 반도체 기술현황
4) 인공지능(AI) 반도체 표준화 현황
(1) 국내 표준화 현황
가. TTA 지능형 반도체 프로젝트 그룹(PG417)
(2) 국제 표준화 현황
가. IEC TC 47(Semiconductor devices)
나. IEC TC 113(Nanotechnology for electrotechnical products and systems)
다. ISO TC22 SC32 WG8(Electrical and electronic components and general system aspects)
라. JEDEC JC-42(Solid State Memories)
5) 결론 및 시사점
7. 프로세서 종류별 인공지능 반도체(AI Chip) 기술 동향 분석
1) 개요
2) 프로세서 종류에 따른 인공지능 반도체 개발 동향
(1) 중앙 처리 장치(CPU, Central Processing Unit)
가. Intel
나. AMD
(2) 그래픽 처리 장치(GPU, Graphics Processing Unit)
가. NVIDIA
나. AMD
(3) FPGA(Field Programmable Gate Array)
가. AMD-Xilinx
나. Sambanova
(4) 특정 용도용 집적 회로(ASIC, Application-Specific Integrated Circuit)
가. Google
나. Intel-Habana Labs
다. IBM
라. Graphcore
3) 결론 및 시사점
8. 인공지능(AI) 반도체 설계에 필요한 초고속 인터페이스 IP 기술동향
1) 개요
2) 고속 인터페이스 시장동향
3) 고속 인터페이스 기술동향
(1) 기술 분야별 고속 인터페이스 분류
가. AI, HPC, 클라우드 컴퓨팅–PCIe, CXL, Ethernet
나. DRAM 메모리 인터페이스–DDR, LPDDR, GDDR, HBM
다. 모바일 인터페이스–MIPI
라. 칩간 통신 인터페이스–UCIe
(2) 고속 인터페이스 회로 기술의 특성
가. 고속 인터페이스 회로의 구성
① 고속 SerDes
② 고속 Digital I/O(Logic PHY, Link Layer)
나. Multi-level signaling
(3) 고속 인터페이스 기술동향
가. 국내외 고속 인터페이스 개발 기업
나. 국내외 고속 인터페이스 활용 기술 개발 사례
4) 결론 및 시사점
Ⅱ. 2024 반도체장비 관련 기술동향 분석
1. 반도체장비
1) 개요
(1) 개념
가. 정의
나. 필요성/시급성
(2) 구축 범위
가. 산업특징 및 구조
나. 대표적 분류 기준
다. 기술로드맵 전략분야 특정
2) 환경 분석
(1) 정책동향
가. 주요국 정책동향
① 미국
② EU
③ 일본
④ 중국
⑤ 대만
나. 국내 정책동향
(2) 산업 여건 및 시장 현황
가. 국내 산업 여건
나. 시장 규모 및 전망
① 세계 시장
② 국내 시장
다. 주요 업체 동향
① 해외 업체
② 국내 업체
(3) 기술 및 표준화(규제) 동향
가. 기술개발 동향
나. 표준화(규제) 동향
(4) 환경분석 종합
3) 품목 로드맵
(1) 품목 후보군 도출 및 선정
가. 품목 후보군 도출
나. 전략품목 선정
다. 전략품목 정의서(안)
① 반도체 첨단 패키징 장비
② 반도체 식각 및 증착장비
③ 반도체 이온 주입 장비
④ 배출제어 및 환경측정 장비
(2) 전략품목 로드맵 구축
2. 반도체 첨단 패키징 장비
1) 개요
(1) 정의 및 필요성
가. 정의
나. 기술개발 필요성
(2) 범위 및 분류
가. 가치사슬
나. 용도별 분류
2) 환경 분석
(1) 시장 현황 및 전망
가. 개요
나. 관련 시장 규모 및 전망
① 세계 시장
② 국내 시장
(2) 기술개발 동향
가. 개요
나. 주요 기술개발 동향
① 해외 기업
② 국내 기업
③ 국내 연구개발 기관
3) 특허 분석
(1) 특허동향 분석
가. 특허증가율 분석
나. 기술주기 분석
다. 특허영향력 분석
(2) 주요 기술 키워드 분석
가. 기술개발동향 변화분석
나. 기술현황 분석
다. 기술집중력 분석
(3) 주요 출원인 분석
가. 주요 출원인 동향 분석
나. 주요 출원인 기술 키워드 및 주요 특허 분석
(4) 분석 종합
가. 분석결과 요약
나. 요소기술 후보군 도출
4) 기술개발 로드맵
(1) 요소기술 도출 및 핵심기술 선정
가. 요소기술 도출
나. 핵심기술 선정
다. 핵심기술 정의서(안)
① TSV 인터포저 활용 3차원 적층 기술
② 고정밀 다층 접합 기술
③ 고집적 재배선 기술
(2) 기술로드맵 구축
가. 기술개발 목표
나. 로드맵 기획
3. 반도체 식각 및 증착 장비
1) 개요
(1) 정의 및 필요성
가. 정의
나. 기술개발 필요성
(2) 범위 및 분류
가. 가치사슬
나. 용도별 분류
2) 환경 분석
(1) 시장 현황 및 전망
가. 개요
나. 관련 시장 규모 및 전망
① 세계 시장
② 국내 시장
(2) 기술개발 동향
가. 개요
나. 주요 기술개발 동향
① 해외 기업
② 국내 기업
③ 국내 연구개발 기관
3) 특허 분석
(1) 특허동향 분석
가. 특허증가율 분석
나. 기술주기 분석
다. 특허영향력 분석
(2) 주요 기술 키워드 분석
가. 기술개발동향 변화분석
나. 기술현황 분석
다. 기술집중력 분석
(3) 주요 출원인 분석
가. 주요 출원인 동향 분석
나. 주요 출원인 기술 키워드 및 주요 특허 분석
(4) 분석 종합
가. 분석결과 요약
나. 요소기술 후보군 도출
4) 기술개발 로드맵
(1) 요소기술 도출 및 핵심기술 선정
가. 요소기술 도출
나. 핵심기술 선정
다. 핵심기술 정의서(안)
① 원자층박막 증착 기술
② 에피택시 성장 기술
③ 초박막 식각기술
④ 초미세 나노 공정용 장비 제조 기술
(2) 기술로드맵 구축
가. 기술개발 목표
나. 로드맵 기획
4. 반도체 이온 주입 장비
1) 개요
(1) 정의 및 필요성
가. 정의
나. 기술개발 필요성
(2) 범위 및 분류
가. 가치사슬
나. 용도별 분류
2) 환경 분석
(1) 시장 현황 및 전망
가. 개요
나. 관련 시장 규모 및 전망
① 세계 시장
② 국내 시장
(2) 기술개발 동향
가. 개요
나. 주요 기술개발 동향
① 해외 기업
② 국내 기업
③ 국내 연구개발 기관
3) 특허 분석
(1) 특허동향 분석
가. 특허증가율 분석
나. 기술주기 분석
다. 특허영향력 분석
(2) 주요 기술 키워드 분석
가. 기술개발동향 변화분석
나. 기술현황 분석
다. 기술집중력 분석
(3) 주요 출원인 분석
가. 주요 출원인 동향 분석
나. 주요 출원인 기술 키워드 및 주요 특허 분석
(4) 분석 종합
가. 분석결과 요약
나. 요소기술 후보군 도출
4) 기술개발 로드맵
(1) 요소기술 도출 및 핵심기술 선정
가. 요소기술 도출
나. 핵심기술 선정
다. 핵심기술 정의서(안)
① 반도체 이온 주입 장비용 이온소스 부품제조 기술
② 반도체 이온 주입 장비용 ESC 부품제조 기술
③ 반도체 이온 주입 장비용 이온 질량 필터 기술
(2) 기술로드맵 구축
가. 기술개발 목표
나. 로드맵 기획
5. 배출제어 및 환경측정 장비
1) 개요
(1) 정의 및 필요성
가. 정의
나. 기술개발 필요성
(2) 범위 및 분류
가. 가치사슬
나. 용도별 분류
2) 환경 분석
(1) 시장 현황 및 전망
가. 개요
나. 관련 시장 규모 및 전망
① 세계 시장
② 국내 시장
(2) 기술개발 동향
가. 개요
나. 주요 기술개발 동향
① 해외 기업
② 국내 기업
③ 국내 연구개발 기관
3) 특허 분석
(1) 특허동향 분석
가. 특허증가율 분석
나. 기술주기 분석
다. 특허영향력 분석
(2) 주요 기술 키워드 분석
가. 기술개발동향 변화분석
나. 기술현황 분석
다. 기술집중력 분석
(3) 주요 출원인 분석
가. 주요 출원인 동향 분석
나. 주요 출원인 기술 키워드 및 주요 특허 분석
(4) 분석 종합
가. 분석결과 요약
나. 요소기술 후보군 도출
4) 기술개발 로드맵
(1) 요소기술 도출 및 핵심기술 선정
가. 요소기술 도출
나. 핵심기술 선정
다. 핵심기술 정의서(안)
① NOx 제거 기술
② AI 기반 스크러버 친환경 운용 기술
③ 온실가스 배출 정량 통합 모니터링 분석 기술
④ 다종 공정·부생가스 모니터링 기술
(2) 기술로드맵 구축
가. 기술개발 목표
나. 로드맵 기획
Ⅲ. 국내 반도체 관련 정부정책 및 핵심전략
1. 반도체 분야 정부연구개발투자의 효과성 분석과 개선방안
1) 연구배경과 목적
2) 국가별 정책동향 분석
3) 반도체 분야 정부연구개발 투자현황 및 주요특징
4) 반도체 분야 정부연구개발투자의 효과성 분석
(1) 분석모형
(2) 분석방법
(3) 분석자료
(4) 분석결과
가. 투입부가성
나. 산출부가성
다. 행동부가성
5) 반도체 분야 정부연구개발투자의 개선방안
Ⅳ. 주요 국가별 반도체 산업동향 및 시장현황
1. 미국
1) 미국 국가반도체기술센터(NSTC)의 비전과 전략
(1) 개요
(2) NSTC 목표 및 타 프로그램과의 연관성
가. NSTC의 임무와 목표
나. 기타 프로그램과의 관계
(3) NSTC 프로그램과 정책
가. 프로그램
나. 정책
(4) 결론 및 시사점
2) 美 칩스 포 아메리카, 국가반도체기술센터(NSTC)의 비전과 전략
(1) 국가반도체기술센터의 비전과 전략
가. 개요
나. 프로그램
다. 거버넌스
라. 결론
2. 중국
1) 미중 반도체 전쟁에 따른 산업재편 및 영향
(1) 미국의 중국 반도체산업 규제
가. 미국의 대중 수출통제
나. 미국 반도체법
다. 금융규제
(2) 미국의 제재에 대한 중국의 대응
(3) 미국의 반도체산업 재편 방향
(4) 한국 반도체산업 영향
가. 단기
나. 중장기
(5) 결론 및 시사점
3. 영국
1) 영국의 반도체 전략
(1) 영국의 반도체 전략
가. 배경
나. 영국의 3대 전략목표
① 영국 반도체 분야 성장을 위한 계획
② 공급망 회복탄력성을 위한 계획
③ 국가안보를 위한 계획
다. 결론 및 향후 추진계획
4. 독일
1) 시스템 반도체 산업 현황과 시장 진출방안
(1) 개요
(2) 조사목적 및 기대효과
2) 독일 반도체 산업 육성 정책
(1) 정책 추진 배경
(2) 독일 정부 및 EU의 반도체 산업 지원정책
가. 독일 정부, 반도체 생산에 박차
나. EU 차원의 IPCEI 이니셔티브 활용
(3) EU 반도체법(The European Chips Act)
3) 독일 시스템 반도체 시장동향 및 전망
(1) 독일 시스템 반도체 시장동향
가. 최근 반도체 시장 현황 및 전망
나. 독일의 주요 R&D 동향
(2) 주요 전방산업 수요 성장동향 및 전망
가. 자동차
나. ICT
다. 전력 및 에너지
(3) 시장 주요 기업과 클러스터의 기술개발 이슈 및 투자 동향
가. 인피니언
나. Bosch (Robert Bosch GmbH)
다. X-Fab
라. 유망 클러스터(Cluster) 및 협업 플랫폼
마. 주요 글로벌 기업의 독일 진출 동향
4) 독일 시스템 반도체 시장 진출 방안
(1) 글로벌 반도체 기업의 현지 프로젝트를 활용한 협력기회 발굴
(2) 현지 거점 구축
(3) 세부 시장별 맞춤형 진출전략 수립
가. 전방산업(미래차, ICT, 전력 및 에너지 등) 분야별 시스템 반도체 시장
나. 반도체 관련 소재·부품 시장
(4) KOTRA 사업을 활용한 진출방안 모색
5) 독일 반도체 분야별 기업 리스트
(1) 차량용 반도체
가. Infineon Technologies AG
나. Robert Bosch GmbH
다. PREMA Semiconductor GmbH
라. Elmos Semiconductor SE
마. X-FAB Semiconductor Foundries GmbH
(2) 방송 및 통신 반도체
가. Siltronic AG
(3) 전력 및 에너지 반도체
가. Semikron Danfoss
나. Infineon Technologies AG Warstein(인피니언 자회사)
다. 3-5 Power Electronics GmbH
(4) 소재 및 부품
가. Advanced Mask Technology Center GmbH & Co. KG
나. Space IC GmbH
5. 일본
1) 일본 반도체 산업 현황
2) 생성형 AI 발전과 반도체 사이클 전망
3) 미국 대중 반도체 규제의 공급망 영향과 일본 기업의 대응책
