(조세금융신문=김필주 기자) 삼성전자가 엔비디아(NVIDIA)와 손잡고 업계 최대 수준 반도체 AI 팩토리 구축에 나선다.

31일 엔비디아와의 전략적 협력을 통해 반도체 제조의 신규 패러다임을 제시할 ‘반도체 AI 팩토리’를 구축한다고 발표했다.

삼성전자측은 “당사가 보유한 종합반도체 기업으로서의 역량과 엔비디아의 GPU 기반 AI 기술간 시너지 효과를 창출해 업계 최대 수준의 ‘반도체 AI 팩토리’를 구축해 반도체를 비롯한 글로벌 제조 산업의 패러다임 전환을 주도할 계획”이라고 설명했다.

그러면서 “이같은 공동 목표를 위해 삼성전자는 향후 수년간 5만개 이상의 엔비디아 GPU를 도입해 AI 팩토리 인프라를 확충하고 엔비디아의 시뮬레이션 라이브러리 옴니버스(Omniverse) 기반 디지털 트윈 제조 환경 구현을 가속화할 예정”이라고 부연했다.

삼성전자에 따르면 AI 팩토리는 ▲설계 ▲공정 ▲운영 ▲장비 ▲품질관리 등 반도체 설계와 생산을 포함한 모든 과정에 AI를 적용해 스스로 분석·예측·제어하는 이른바 ‘생각하는 제조 시스템’이 구현된 스마트 공장이다.

삼성전자는 AI 팩토리 구축을 통해 차세대 반도체 개발·양산 주기를 단축하고 제조 효율성 및 품질 경쟁력을 혁신적으로 강화한다는 계획이다.

◇ 기존 활용한 엔비디아 플랫폼에 신규 노하우까지 더해 AI 팩토리 구축

삼성전자는 이미 일부 공정에서 엔비디아의 플랫폼을 활용해온 만큼 본격적으로 엔비디아와 협업해 반도체 AI 팩토리 구축 노하우를 축적한다는 전략이다.

앞서 삼성전자는 엔비디아의 AI 컴퓨팅 기술인 ▲쿠리소(cuLitho) ▲쿠다-X(CUDA-X)를 도입한 바 있다. 해당 AI 컴퓨팅 기술은 미세 공정에서 발생할 수 있는 회로 왜곡을 AI가 실시간 예측·보정해 공정 시뮬레이션 속도를 기존 대비 20배 향상시키고 설계 정확도와 개발 속도를 동시에 향상시켰다.

여기에 삼성전자는 생산 설비의 실시간 분석·이상 감지·자동 보정이 가능한 통합 제어 체계를 구축해 옴니버스 기반의 ‘Digital Twin(디지털 트윈)’을 통해 가상 공간에서 ▲설비 이상 감지 ▲고장 예측 ▲생산 일정 최적화 등을 구현할 수 있도록 시도하고 있다.

삼성전자는 엔비디아와의 협력으로 쌓은 AI 팩토리 인프라 구축과 관련 노하우를 국내 뿐 아니라 미국 테일러 등 해외 주요 생산 거점에까지 확장시켜 글로벌 반도체 공급망 전체의 지능화·효율화를 완성한다는 청사진을 제시했다.

◇ 엔비디아 대상 HBM4 등 차세대 메모리 및 파운드리 서비스 공급 개시

삼성전자는 AI 팩토리 구축과 함께 엔비디아에 ▲HBM3E ▲HBM4 ▲GDDR7 ▲SOCAMM2 등 차세대 메모리와 파운드리 서비스도 공급할 예정이다.

삼성전자측은 “이미 공급 중인 메모리 제품뿐만 아니라 성능·에너지 효율을 대폭 향상시킨 HBM4 공급을 엔비디아와 긴밀하게 협의 중에 있다”며 “당사의 HBM4 제품은 1c(10나노급 6세대) D램 기반에 4나노 로직 공정을 적용하고 설계를 최적화하는 등 JEDEC 표준(8Gbps) 및 고객 요구를 상회하는 11Gbps 이상의 성능을 구현했다”고 밝혔다.

이어 “당사의 HBM4는 초고대역폭과 저전력 특성을 바탕으로 AI 모델 학습과 추론 속도를 높여 엔비디아의 AI 플랫폼 성능 향상에 핵심적으로 기여할 것으로 전망한다”고 덧붙였다.

삼성전자는 현재 글로벌 전 고객사에게 HBM3E를 공급 중이다. HBM4도 샘플을 요청한 모든 고객사에 샘플 출하를 완료한 뒤 고객사 일정에 맞춰 양산 출하를 준비하고 있다.

AI 산업 급성장 여파로 급증하고 있는 고객사들의 HBM4 수요에 차질 없이 대응하고자 삼성전자는 선제적으로 설비 투자를 진행한다는 방침이다.

이밖에 삼성전자는 HBM 외에도 업계 최초 개발한 고성능 그래픽 D램(GDDR7)과 차세대 저전력 메모리 모듈 SOCAMM2 공급도 다수의 고객사들과 협의 중이다. 아울러 파운드리 분야에서의 협력도 강화할 것으로 전해졌다.

◇ 삼성전자·엔비디아, 휴모노이드 로봇 등 분야에서도 손 맞잡아

양사는 AI 모델·휴머노이드 로봇·AI-RAN 기술 등의 분야에서도 협업을 강화한다.

먼저 삼성전자가 개발한 AI 모델은 엔비디아 GPU상에서 메가트론(Megatron) 프레임워크를 사용해 구축된 모델이다. 해당 AI 모델은 고도화된 추론 능력을 기반으로 실시간 번역, 다국어 대화, 지능형 요약 등에서 성능을 발휘하고 있다.

또 삼성전자는 다양한 제품의 제조 자동화 및 휴머노이드 로봇 분야 전반에서 NVIDIA RTX PRO 6000 블랙웰 서버 에디션 플랫폼을 활용해 지능형 로봇의 상용화와 자율화 기술 고도화 등을 추진 중이다.

여기에 삼성전자는 엔비디아의 다양한 AI 플랫폼을 활용해 가상 시뮬레이션 데이터와 실제 로봇 데이터를 연결해 현실 세계를 인식한 뒤 스스로 판단·작동할 수 있는 로봇 플랫폼 구현에도 나서고 있다.

추가로 삼성전자는 최근 엔비디아의 젯슨 토르(Jetson Thor) 로보틱스 플랫폼을 활용해 지능형 로봇의 AI 추론, 작업 수행, 안전 제어 기술도 강화하고 있다.

이외에도 삼성전자와 엔비디아는 국내 산·학·연과 차세대 지능형 기지국(AI-RAN) 기술 연구 및 실증을 위한 업무협약(MOU)도 이날 체결했다.

지능형 기지국(AI-RAN)은 네트워크·AI 기술을 융합해 차세대 AI 로봇 등 피지컬 AI 및 새로운 서비스의 구현을 지원하는 차세대 통신기술이다.

이 기술은 로봇, 드론, 산업현장의 자동화 장비 등 피지컬 AI가 통신망에서 실시간으로 동작, 센싱, 데이터 연산 및 추론을 가능하게 해 피지컬 AI 도입과 확산에 필수적인 신경망 역할을 하고 있다.

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