삼성전자, 엔비디아 GPU 5만 개 도입…'반도체 AI 팩토리' 구축 나선다

이재용 삼성전자 회장과 방한 중인 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)의 치킨 회동이 결실을 보았다. 삼성전자가 글로벌 인공지능(AI)칩 시장을 주도하는 엔비디아와 AI칩 분야에서 전략적 협력을 결정한 것이다.

엔비디아는 AI팩토리 구축의 핵심인 그래픽처리장치(GPU) 5만 개를 공급해 삼성전자의 ‘반도체 AI 팩토리’ 구축을 돕고, 삼성전자는 엔비디아에 고대역폭메모리(HBM)를 비롯해 소캠(SOCAMM) 등 차세대 메모리 제품과 파운드리(반도체 수탁생산) 서비스를 공급한다.

삼성전자는 31일 엔비디아와의 전략적 협력을 통해 반도체 제조의 새로운 패러다임을 제시할 '반도체 AI 팩토리'를 구축한다고 밝혔다. 이를 위해 삼성전자는 향후 수년간 5만 개 이상의 엔비디아 GPU를 도입해 AI 팩토리 인프라를 확충하고 엔비디아의 시뮬레이션 라이브러리 옴니버스 기반 디지털 트윈 제조 환경 구현에 나선다.

AI 팩토리는 반도체 제조 과정에서 생성되는 모든 데이터를 실시간으로 수집해 스스로 학습하고 판단하는 지능형 제조 혁신 플랫폼이다. △설계 △공정 △운영 △장비 △품질관리 등 반도체 설계와 생산을 아우르는 모든 과정에 AI를 적용해 스스로 분석·예측·제어하는 '생각하는' 제조 시스템이 구현된다.
삼성전자는 이미 일부 공정에서 엔비디아의 플랫폼을 활용해 반도체 AI 팩토리의 기반을 다져왔다. 엔비디아의 AI 컴퓨팅 기술인 △쿠리소(cuLitho) △쿠다-X(CUDA-X)를 도입해 미세 공정에서 발생할 수 있는 회로 왜곡을 AI가 실시간으로 예측·보정함으로써 공정 시뮬레이션 속도를 기존보다 20배, 설계 정확도와 개발 속도를 동시에 향상시켰다.

생산설비의 실시간 분석·이상 감지·자동 보정이 가능한 통합 제어 체계를 구축했고, 옴니버스 기반의 '디지털 트윈'을 통해 가상공간에서 △설비 이상 감지 △고장 예측 △생산 일정 최적화 등도 구현 중이다.

향후 삼성전자는 AI 팩토리 인프라 구축과 관련 노하우를 한국뿐 아니라 미국 테일러 등 해외 주요 생산 거점에까지 확장해 글로벌 반도체 공급망 전체의 지능화와 효율화를 완성할 계획이다.



삼성전자도 엔비디아에 제품을 공급한다. 삼성전자는 엔비디아에 △HBM3E △HBM4 △GDDR7 △SOCAMM2 등 차세대 메모리와 파운드리 서비스를 제공할 예정이다. 이를 위해 삼성전자는 이미 공급 중인 메모리 제품뿐만 아니라 성능과 에너지 효율을 대폭 향상시킨 HBM4 공급을 엔비디아와 긴밀하게 협의 중이다.

삼성전자 HBM4의 경우 1c(10나노급 6세대) D램 기반에 4nm(나노미터·10억분의 1m) 로직 공정을 적용하고 설계를 최적화해 JEDEC 표준(8Gbps)을 넘어 고객 요구에 상응하는 11Gbps 이상의 성능을 구현했다.

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




삼성전자는 AI 모델과 휴머노이드 로봇 기술을 고도화하고 관련 기술을 AI 팩토리를 포함한 다양한 분야로 확대해 생성형 AI·로보틱스·디지털 트윈 등을 아우르는 차세대 AI 생태계를 구축해 나갈 계획이다. 삼성전자의 AI 모델은 엔비디아 GPU상에서 메가트론 프레임워크를 사용해 구축됐다. 고도화된 추론 능력을 기반으로 △실시간 번역 △다국어 대화 △지능형 요약 등에서 탁월한 성능을 발휘한다.

삼성전자는 다양한 제품의 제조 자동화와 휴머노이드 로봇 분야 전반에서 엔비디아 RTX PRO 6000 블랙웰 서버 에디션 플랫폼을 활용해 지능형 로봇의 상용화와 자율화 기술 고도화를 추진 중이다. 엔비디아의 젯슨 토르 로보틱스 플랫폼을 활용해 지능형 로봇의 △AI 추론 △작업 수행 △안전 제어 기술도 강화하고 있다.

삼성전자는 엔비디아를 비롯해 국내 산·학·연과 차세대 지능형 기지국(AI-RAN) 기술 연구와 실증을 위한 업무협약(MOU)를 체결했다. AI-RAN은 네트워크와 AI 기술을 융합해 차세대 AI 로봇 등 피지컬 AI와 새로운 서비스의 구현을 지원하는 차세대 통신기술이다.

로봇·드론·산업현장의 자동화 장비 등 피지컬 AI가 통신망에서 실시간으로 동작·센싱·데이터 연산과 추론을 가능하게 해 피지컬 AI 도입과 확산에 필수적인 신경망 역할을 한다. 앞서 지난해 삼성전자는 엔비디아와 협력해 AI-RAN 기술 검증에 성공한 바 있다. 이번 MOU 체결을 통해 AI와 소프트웨어 기반 협력을 지속해 나갈 예정이다.

한편 삼성전자는 AI 팩토리 구축을 위해 국내 팹리스·장비·소재 기업들과 전방위적으로 협력을 확대해 나갈 계획이다. AI 팩토리를 중심으로 엔비디아와 함께 국내외 파트너사와 자동화소프트웨어(EDA) 기업들과 차세대 반도체 설계 도구를 공동 개발하고, AI 기반 반도체 제조 표준을 선도해 AI 생태계 발전에 이바지한다는 전략이다.

삼성전자는 중소기업의 제조 경쟁력 향상을 지원하기 위해 AI·데이터 기술을 활용해 기존 공장을 지능형 스마트 공장으로 고도화하는 '스마트공장 3.0' 사업도 이미 전개하고 있다. 삼성전자의 이러한 노력들은 대한민국이 글로벌 AI 패러다임을 선도하고 글로벌 3대 AI 강국으로 도약하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대하고 있다.


장용석 글로벌이코노믹 기자 jangys@g-enews.com