[프리즘] 반도체, 인공지능(AI), 로봇 융합기술의 시대

강대화 한국폴리텍대학 대전캠퍼스 반도체장비제어과 교수(공학박사)

강대화 한국폴리텍대학 대전캠퍼스 반도체장비제어과 교수(공학박사)

젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 지난 6일 미국 라스베이거스 만달레이 베이 컨벤션센터에서 열린'CES 2025' 기조연설에서 물리적 AI(Physical AI)'를 새로운 키워드로 제시했다. 형체 없는 AI를 뛰어넘어 현실 세계와 직접 연결하여 AI를 구현하는 것이다. 물리적 AI를 구현하는 도구로 물리적 AI 플랫폼'코스모스'를 공개했다. 이 코스모스 플랫폼은 AI 및 로봇 등의 개발을 위한 가상 데이터 학습 환경을 제공하는 솔루션으로, 여기에는 고성능 반도체 탑재가 필수적이다.

AI, 2020년 미국 Open AI 社가 GPT-3를 공개하면서 방대한 규모의 언어 기반 AI(인공지능) 모델이 등장하였고, 2022년 11월 30일 동 社의 GPT-3.5 기반 대화형 AI인 Chat GPT를 공개하여 5일 만에 100만 명이 넘는 사용자를 확보하여 세계를 놀라게 하였다. Chat GPT의 등장으로 생성형 인공지능에 대한 열풍이 전 세계적으로 거세게 일어나고 있다. Chat GPT는 그림을 그리고 가상의 인물 및 동영상을 생성하고 코딩까지 가능한 영역으로 발전하고 있다.

반도체, 고성능 AI 구현을 위한 핵심 하드웨어로 HBM(High Bandwidth Memory) 반도체가 필요하다. HBM은 고대역폭 및 낮은 전력 소비를 제공하는 메모리 기술(여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 획기적으로 증가시킴)로, 이는 대규모 데이터를 처리하는 데 필요한 대역폭을 제공하면서도 전력 소비를 줄여 고성능 AI 구현을 위한 대표 반도체 제품인 GPU(Graphics Processing Unit)의 주요 메모리로 사용된다.

로봇, 최근 고성능 반도체를 이용한 AI와 로봇공학의 결합이 빠르게 발전하고 있고, 다양한 분야에서 혁신적 변화가 일어나고 있다. 특히 휴머노이드 로봇이 비약적인 발전을 하고 있는데, 인간과 비슷한 인지 능력을 부여하여, 더욱 복잡한 작업을 수행할 수 있도록 많은 기업이 개발 경쟁을 하고 있다. 대표적으로 테슬라社 옵티머스 로봇, 보스턴 다이다믹스社 아틀라스 로봇, 피규어社 피규어 로봇 등이 있다. 이들 로봇은 자동차 공장 등의 일부 조립공정에 배치되어 테스트 되고 있다. 다음은 이 세 가지 기술의 연관성을 살펴보자.

반도체와 AI의 연관성, AI는 대규모 데이터 처리와 고도화된 능력이 필요하므로 AI의 성장에는 반도체 기술의 발전에 많은 영향을 받는다. AI와 로봇의 연관성, AI는 로봇에게 인간과 유사한 지능을 부여하고 자율성 등 학습 능력을 제공한다. 이것은 로봇이 복잡하고 다양한 환경에서 작업을 수행할 수 있게 하며, 인간과 상호작용을 가능하게 한다. 반도체와 로봇의 연관성, 로봇은 반도체와 AI 기술을 기반으로 물리적 세계에서 실제 작업을 수행하게 된다.

정리하면 반도체(AI와 로봇의 엔진)는 AI의 강력한 연산 능력을 지원하고, AI(로봇의 지능)는 로봇의 지능과 자율성을 제공하며, 로봇(물리적 작업 실행)은 이 두 기술을 기반으로 새로운 효율성을 창출한다. 이 세 가지 기술 중 반도체가 핵심이 되며, 상호 긴밀하게 연결되어 미래 신성장동력 분야 산업 혁신의 핵심이 될 것으로 예상된다. 향후 대학 진로, 직업 등 선택 시 반도체, AI, 로봇의 세 가지 산업 분야를 고려하는 것은 좋은 선택이 될 수 있다.

국책대학인 한국폴리텍대학 대전캠퍼스에서는 '반도체장비제어과','반도체융합기계과' 및 '인공지능과' 등 다양한 학과를 운영하고 있다. 학위과정과 미취업 대졸자를 위한 취업 역량 향상 과정으로'하이테크'라는 직업교육 과정도 개설하여 운영하고 있으니, 관심이 있는 독자는 홈페이지 방문을 권해 드리며, 진로를 고민하는 경우 관련 학과에 도전해 보는 것은 양질의 취업을 위해 매우 좋은 방법이 될 수 있다.

끝으로 1991년 개봉된 영화'터미네이터2'는 미래에서 온 로봇 터미네이터를 완전히 제거하기 위해 주인공'존 코너'가 터미네이터의 머리에서 작동하던 반도체 칩을 용광로에 던지는 장면으로 마무리되는데, 반도체, AI, 로봇의 기술 융합을 현실감 있게 그려낸 영화로 이번 차례 '프리즘'을 구독한 후 다시 한번 감상하시길 권해 드린다. 강대화 한국폴리텍대학 대전캠퍼스 반도체장비제어과 교수(공학박사)