미국 주식과 반도체 Vol.4 인공지능반도체

글로벌 반도체 시장은 시스템 반도체가 전체의 55%를 점유하여, 메모리 반도체 보다 더 큰 시장을 형성하고 있다. 특히 시스템 반도체는 미국의 인텔, 엔비디아, 퀄컴 등이 주도하고 있으며, 시스템 반도체 내에서도 인공지능(AI) 반도체의 비중이 점차 증대되고 있다. 인공지능(AI)반도체는 인공지능, IoT, 자율자동차 등 4차 산업혁명 실현을 위한 핵심부품으로 빅데이터 분석, 자율자동차, 패턴인식 등 다양한 인공지능 기술 및 서비스가 활성화되면서 점차 수요가 증가하고 있어 투자자들의 이목이 집중되고 있다. 이번글에서는 인공지능반도체의 개념, 발전전망, 시장규모, 주요 투자대상 기업에 대해 알아보자.

 

 

 

인공지능 반도체
“학습•추론 등 인공지능 서비스 구현에 필요한 대규모 연산을 높은 성능, 높은 전력효율로 실행하는 반도체”로 인공지능(AI)의 핵심두뇌 역할 수행

 

시스템 반도체는 데이터의 ‘수집 → 전송 → 연산’ 에 이르는 전 과정에서 활용되는 다양한 반도체를 일컬으며, 여기서 인공지능 반도체는 데이터의 학습•추론을 위한 핵심 연산을 수행한다.
최근 빅데이터 분석, AI 서비스 등 인공지능 산업이 확대되면서 학습•추론의 인공신경망 알고리즘에 최적화된 인공지능 전용 반도체의 필요성이 부각되고 있고, CPU를 활용한 초기 인공지능 컴퓨터는 GPU의 채용을 통해 연산 성능이 개선되었으나, 대규모, 대용량 연산 처리가 증대함에 따라 인공지능 반도체를 더욱 필요로 하고 있다. 특히, 인공지능 반도체는 낮은 전력으로 대량의 데이터를 동시에 처리하여, 기존 반도체 대비 약 1,000배의 인공지능 연산 전력효율을 보여준다.

 

AI반도체 발전전망

 

 

• GPU : 딥러닝 등 인공지능 알고리즘 수행에 요구되는 데이터 연산 처리에 있어서 CPU 대비 높은 성능 향상을 통해 인공지능 발전을 견인
• FPGA : CPU와 연계하여 병렬로 작동되어 시스템 혼란이나 병목현상 없이 사용 가능 하며, 최근 인공지능 구현을 위한 기술로 주목 받고 있음
• DNN ASIC : 비용이 높고 개발 기간이 길며 한번 제품을 만들고 나면 기능을 바꿀 수 없지만, 이미 개발이 끝난 알고리즘의 전력소모량을 줄이고자 할 때 효율적
• 뉴로모픽 : 뉴런 역할을 하는 코어를 사람의 뇌처럼 병렬로 구성하여 저전력으로 인간의 뇌처럼 학습하기 때문에 연산 성능이 대폭 향상

시장규모와 특성
인공지능 반도체 시장규모는 ’20년에 184억 달러에서 ‘30년에는 1.179억 달러 시장으로 획기적으로 확대되어 거대시장으로 성장할 것으로 전망되며, 시스템 반도체 시장에서 차지하는 비중도 ’20년에 8%에서 ’30년에는 약 31% 수준으로 확대될 전망이다.

인공지능 반도체 시장은 시스템 반도체 시장에서 새로운 시장을 창출하면서, 데이터센터용과 엣지 디바이스용으로 시장이 세분화되어 경쟁 중에 있다. 특히, 기존 시스템 반도체 생태계(반도체 설계 및 제조)와 인공지능 생태계(인공지능 제품 및 서비스 제공)가 융합된 새로운 시장을 창출하며 영역을 확대 중이다. 현재는 CPU+GPU를 기반으로 한 엔비디아 및 인텔이 시장 주도하고 있으며, 특히 4대 클라우드(아마존, 마이크로소프트, IBM, 구글)에 사용되는 AI 가속기의 97%를 엔비디아가 점유하고 있다.

 

인공지능 반도체 주요기업
인공지능반도체는 기존 반도체, 클라우드 강자들과 중국의 기업, 스타트업까지 뛰어들어 경쟁과 성장이 지속 되고있다. 여기서 미국 주식 시장에 상장되어 인공지능 반도체 강자 4개 기업을 추려보았으며, 기본 투자 정보는 아래와 같다. 향후 인공지능 반도체 시장의 엄청난 성장세와 활용분야를 생각하면, 충분히 투자가치가 높다고 판단된다.