특허청과 경제추격연구소가 함께 특허정보를 활용해 ‘인공지능(AI) 반도체’의 산업경쟁력을 심층 분석한 연구 결과를 발표했다.

이 연구는 디지털 뉴딜의 필수 산업인 인공지능(AI) 반도체에 대해 기존과 달리, 기술 발전 단계별로 전 세계 특허를 분류한 후 각각에 대해 심층적인 특허 분석을 수행했다.
AI 반도체 기술은 CPU·GPU를 활용한 1세대를 시작으로 FPGA 및 ASIC칩을 활용한 2세대를 거쳐 뉴로모픽 칩을 활용하는 3세대로 진화 중이다. AI 반도체는 저(低)전력으로 대량의 데이터를 동시에 처리해 기존 반도체 대비 1,000배의 인공지능 연산 전력효율을 구현한다.

특허청에 따르면 전 세계적으로 AI 반도체 특허신청은 ‘16년 이후 특허신청량이 급증하고 있는 것으로 나타났다. 특히 1세대(482%), 2세대(362%)에서 빠른 상승세를 보이며 최근(’16년→’19년) 3배 이상 폭증했는데, 이러한 증가세는 ’16년 알파고와 이세돌의 대국 이후 인공지능에 대한 국제적 관심 및 개발붐에 따른 것으로 보인다.

주요국별로 살펴보면, 전체적으로 AI 반도체 분야(1~3세대)에서 미국(37%)과 중국(36%)이 전 세계 특허신청을 양분하고 있고, 미국과 중국을 비교해 보면, ‘19년 중국이 특허신청량에서 미국을 추월한 이후, 현재 중국이 특허신청량 세계 1위이다. 우리나라는 3위를 차지했다.

세계 최대 시장이자 핵심기술 위주로 특허신청되는 미국에서의 특허동향을 살펴보면, 전 분야에서 미국이 압도적 1위를 차지했다. 우리나라는 인고지능 반도체 1,2세대에서 중국·일본·대만과 2위 자리를 두고 치열하게 경쟁하는 구도를 보였지만, 차세대 신기술인 3세대 뉴로모픽에서 일본·대만을 제치고 큰 차이로 2위를 차지했다.
(’00년~’21년 뉴로모픽 분야 미국 특허신청 점유율은 한국 18%, 일본 4%, 대만 2%, 중국 0%

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현재는 AI 반도체 기술에 있어 다소 뒤처져 있으나, 향후 뉴로모픽 기술을 중심으로 미국과 함께 우리가 앞서나갈 수 있다는 긍정적인 신호로 볼 수 있다.

한편, 인공지능 반도체 세대별 주요 특허신청인을 보면 전 분야에서 인텔, IBM, 삼성전자 등 기존 반도체·컴퓨팅 분야의 강자가 상위를 차지하고 있고, 차세대 뉴로모픽 분야에선 삼성과 SK하이닉스가 각각 2위와 5위를 차지했다.

경제추격연구소는 “반도체를 둘러싼 기술패권 경쟁 등 급변하는 세계정세 속에서 AI 반도체 특허의 중요성에 더욱 주목해야 한다”며, “향후 기술혁신을 주도할 가능성이 매우 높은 3세대 뉴로모픽 반도체에서 우리기업의 상대적인 약진이 주목된다”고 밝혔다.

출처 : 특허청