전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 전기·전자

속보

더보기

[김정호의 4차혁명 오딧세이] 인공지능이 반도체 설계하는 시대 온다

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

은발의 전문가 시대

필자가 연구하는 분야 중에서 반도체나 컴퓨터에서 발생하는 디지털 전자파의 발생과 간섭을 줄이는 연구하는 분야가 있다. 이 전공 분야를 전문용어로 EMC(Electromagnetic Compatibility) 또는 전자파 적합성이라고 한다.

 김정호 카이스트 교수

특히 빅데이터와 인공지능에 쓰이는 반도체에서는 대용량의 데이터를 짧은 시간에 처리하기 때문에 이러한 전자파 발생과 간섭 문제가 더욱 심각하게 되어, 설계상 중요한 관건이 되고 있다. 더 나아가 데이터 센터, 자율주행자동차 설계에도 꼭 필요한 핵심 기술이다.

그러나 전세계 4차 산업혁명 핵심 기업인 반도체, 자율주행자동차, 컴퓨터, 스마트폰 업체에서는 이러한 EMC 분야 전문가를 구하기가 매우 어렵다.

EMC 전문가가 되기 위해서는 먼저 각 해당 산업 분야의 설계 전문성이 있어야 하고 거기에 더해서 EMC 지식과 경험을 갖춘 실력을 함께 갖추어야 한다.

특히 이 EMC 분야에 전문 인력이 적은 이유는 전자파 이론의 학술적 기초에 더해서 현장 경험이 필요하다. 실제 제품 설계에 적용해야 하고, 컴퓨터 시뮬레이션과 측정 경험을 쌓아야 한다. 그러니 진정한 전문가가 되려면 거의 30 년 이상이 족히 걸린다.

이 EMC 분야의 전문가들는 미국, 일본, 유럽에서 보면 대부분 국방, 항공, 또는 우주 관련 산업에서 일하고 있다. 이러한 분야에서는 외국인이 시민권 없이는 프로젝트에 참여하거나 취업하기 어렵다. 그래서 미국의 관련학회에 가면 동양인이 많지 않다. 그래서 젊은 우수 인력이 배출되기 더욱 어렵다. 그 결과 이 분야의 전문가들은 대부분 60대 70대 ‘은발의 노 신사’ 전문가 들이다. 이러한 현상은 반도체 설계 분야도 마찬가지이다.

'IEEE EMC Chicago Chapter 2018 행사' 참석자들 가운데 은발의 EMC 전문가들과 그 가족들이 보인다. [출처=IEEE]

인공지능이 반도체 설계 가능해

반도체 설계 절차에는 전체 구조(Architecture) 설계, 논리 설계, 회로 설계, 배치 설계(Floor Planning), 그리고 도면 설계(Layout) 등의 과정을 거친다. 이 설계 결과에 따라 반도체의 계산 속도, 전력 소모, 면적, 가격 등이 정해진다. 그런데 요즈음 이러한 반도체 설계 과정에서 컴퓨터 CAD(Computer Aided Design) 소프트웨어의 도움을 많이 받는다. 전기적, 기계적 모델을 이용해서 컴퓨터 시뮬레이션을 하고 그 성능을 제작 이전에 검증해 볼 수 있다. 이처럼 컴퓨터 시뮬레이션으로 목표 성능이 달성된 다음 여러 가지 목표 조건을 동시 혹은 최소 비용으로 구현하는 최적화 설계 과정을 거치게 된다. 그 결과 개발 인력, 비용, 그리고 시간을 줄인다.

이러한 반도체 최적 설계에서도 ‘컴퓨터’가 일정 부분 ‘전문가’를 대신에 준다. 그런데 지금의 CAD 설계와 최적화는 일정 부분 한계를 가지고 있다. 컴퓨터 성능 한계 때문이기도 하고, 설계와 최적화 알고리즘의 한계 때문이기도 하다. 그래서 전문가의 실력과 경험이 CAD 기능과 결합하여 최선의 설계하고 있다. 지금의 반도체 프로세서, 메모리, 센서도 이러한 설계 과정을 거친다. 그런데 이 설계에서의 ‘전문가’ 역할을 ‘인공지능’이 대신하는 시대가 조금씩 다가 오고 있다.

인공지능 알고리즘 중에 ‘강화학습(Reinforcement Learning)’ 알고리즘이 있다. 알파고 바둑 게임에도 적용되었다. 인공지능(Agent)이 어떤 결정을 내리고 행동(Action)을 하면서, 상대와의 반응을 보고 기록(State)하면서 동시에 스스로 학습해 간다. 수많은 시행과 상대방 반응 과정을 반복하면서 학습해 간다. 목표 지표(Reward)가 바둑 알파고에서는 승률이 되고, 인공지능 반도체 설계에서는 목표 성능이 된다. 최적 승률이 되는 바둑을 두듯이 최적 성능을 갖는 조건을 학습해 간다. 알파고에서는 기보(Supervised Learning)를 이용하거나 알파고 끼기 자율학습(Unsupervised Learning)을 한다.

다르게 말하면 알파고에서 사용되었던 인공지능 알고리즘을 그대로 반도체 최적 성능 설계에 적용될 수 있다. 그러면 반도체 설계 프로그램인 에이전트(Agent) 실력이 ‘이세돌 급'이 되는 것이다. 그러면 인공지능이 세계 최고 수준의 반도체 설계 전문가가 된다.

알파고에서는 기존의 기보를 사용하면서 배우거나 알파고 끼리의 바둑으로 자체 기보를 만들어 스스로 학습하기도 한다. 반도체 설계 인공지능에서는 컴퓨터 CAD 시뮬레이션이 학습(Learning) 기회를 제공해 준다. 알파고에서는 승률이 보상(Reward)이 되고, 반도체 설계에서는 성능 만족 정도가 보상(Reward)이 된다.

이처럼 강화학습 반도체 설계 인공지능에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해서 학습한다. 강화학습 설계 사례가 증가하면서 학습용 데이터가 증가해서 전문가 실력이 급상승한다. 인공지능 전문가 인간을 대신하기 때문에 학습속도가 훨씬 빠르다. 그리고 인공지능의 기억이나 능력이 지워지거나 ‘은발'이 되어도 100년이 되어도 떨어지지 않는다.

딥러닝 강화학습인 Deep Q Learning 알고리즘을 이용한 반도체 설계 과정. [출처=KAIST]

 

딥러닝 강화학습인 Deep Q Learning 알고리즘을 이용해서 최적화 설계한 반도체 설계 결과. [출처=KAIST]


인공지능 전문가의 세상

이러한 인공지능 설계는 더 나아가 테스트의 설계, 테스트와 생산 공정상의 데이터 분석에도 사용될 전망이다. 특히 반도체 생선 공정의 수율 분석에 인공지능이 사용될 수 있다. 공정 데이터를 분석해서 인공지능에 의한 최적 공정을 찾아 낸다면, 반도체 기업의 생산성과 수율, 순이익 그리고 경쟁력도 인공지능에 달려 있을 것으로 전망한다. 이처럼 4차 산업혁명에 필요한 반도체 설계, 테스트, 생산관리 등 전 분야에서 인공지능이 전문가를 대체하는 시대가 다가 오고 있다.

필자 연구실에서도 일부 반도체 설계에 Deep Q 러닝이라고 불리는 강화학습 방법을 이용해 기초적인 설계 최적화를 시도해 보고 있다. 가능성이 이미 충분히 보인다. 추후 컴퓨터 성능만 지원된다면 훨씬 복잡한 설계도 가능한 것을 확인했다.

그래서 인공지능의 색깔은 ‘은빛 색깔'이다. 인간이 60세 이상 몰입해야 도달할 수 있는 전문가 수준을 인공지능은 금방 구현할 수 있다. 이렇게 되면 ADA(ALL DESIGN by AI) 세상이 올 수 있다. 인공지능이 반도체를 설계하고, 그 AI 반도체가 인공지능 계산을 한다. 인간이 파고들 틈이 없다. 그럼 인공지능이 국가간, 사회 내에서 정보, 자원, 자본, 시장 분만 아니라 고급 인력과 기술의 독점 현상을 가속화 할 수 있다.

인공지능 알고리즘을 이용해서 반도체 설계를 자동화한 ADA(All Design by AI) 개념. [출처: KAIST]

 

joungho@kaist.ac.kr


[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]

 

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
이정후 18게임 연속 안타 행진 [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = KBO 출신 타격 천재 이정후(샌프란시스코 자이언츠)가 메이저리그를 뒤집어 놓고 있다. 한국인 빅리거 최장 연속 경기 안타 신기록을 하루 만에 새로 썼다. 결정적인 순간에 변함없는 클린 히트로 소속팀의 8점 차 대역전승에 기여했다. 이정후는 11일(한국 시각) 미국 캘리포니아주 샌프란시스코 오라클 파크에서 열린 메이저리그(MLB) 워싱턴 내셔널스와의 홈경기에 우익수, 5번 타자로 선발 출전해 4타수 2안타 1볼넷 2득점 1도루를 기록했다. 전날 17경기 연속 안타로 추신수와 김하성을 넘어섰던 이정후는 이날 안타를 추가하며 기록을 18경기로 늘렸다. 일본의 오타니 쇼헤이가 가진 연속 안타 기록과 어깨를 나란히 했다. [샌프란시스코 로이터 =뉴스핌] 박상욱 기자=이정후가 11일(한국시간) MLB 워싱턴 내셔널스와의 홈경기에서 9회 끝내기 만루포를 때린 브라이스 엘드리지와 포옹하고 있다. 2026.6.11 psoq1337@newspim.com 시즌 23번째 멀티히트다. 최근 3경기 연속 2안타 이상을 몰아친 이정후의 시즌 타율은 0.335에서 0.338로 뛰어올랐다. 내셔널리그 타율 선두 오토 로페스(0.342)를 4리 차로 턱밑까지 추격한 메이저리그 전체 2위 기록이다. 이정후는 2회말 첫 타석에서 워싱턴 좌완 선발 포스터 그리핀을 상대로 헛스윙 삼진으로 물러났다. 4회말 두 번째 타석에서도 2루수 땅볼에 그쳤다. 세 번째 타석부터 진가를 드러났다. 팀이 1-6으로 뒤진 6회말 2사 주자 없는 상황. 이정후는 그리핀의 초구 낮은 커브를 감각적인 배트 컨트롤로 걷어 올려 우전 안타를 만들었다. 스트라이크존을 벗어난 유인구였지만 이정후의 방망이를 피해 가지 못했다. 지난달 15일 LA 다저스전부터 시작된 18경기 연속 안타 행진이 완성됐다. [샌프란시스코 로이터 =뉴스핌] 박상욱 기자=이정후가 11일(한국시간) MLB 워싱턴 내셔널스와의 홈경기 8회 2루 도루에 성공하고 있다. 2026.6.11 psoq1337@newspim.com 8회말에는 '발 야구'로 추격의 불씨를 지폈다. 3-9로 뒤진 상황에서 이정후는 풀카운트 승부 끝에 귀중한 볼넷을 골라냈다. 지난달 4일 탬파베이 레이스전 이후 39일 만에 나온 볼넷이다. 출루한 이정후는 곧바로 2루를 훔쳐 시즌 3호 도루를 성공시켰다. 이틀 연속 도루다. 이후 대니얼 수색의 적시 2루타 때 홈을 밟으며 득점까지 올렸다. 자이언츠는 8회에만 맷 채프먼과 라파엘 데버스의 백투백 홈런 등을 묶어 5점을 추격했다. [샌프란시스코 로이터 =뉴스핌] 박상욱 기자=이정후가 11일(한국시간) MLB 워싱턴 내셔널스와의 홈경기 9회 안타를 치고 나가 셀레브레이션을 하고 있다. 2026.6.11 psoq1337@newspim.com 이날의 역전 드라마의 크라이막스는 9회말 정규이닝 마지막 공격이었다. 7-10으로 뒤진 무사 1·2루 찬스가 이정후에게 걸렸다. 워싱턴은 빅리그에서 가장 뜨거운 타자인 이정후를 저격하기 위해 좌완 미첼 파커를 마운드에 올렸다. 이정후는 불리한 볼카운트(1볼-2스트라이크)에 몰렸으나 파커의 5구째 바깥쪽 직구를 가볍게 밀어 쳐 좌전 안타를 날렸다. [샌프란시스코 로이터 =뉴스핌] 박상욱 기자=샌프란시스코 선수들이 11일(한국시간) MLB 워싱턴 내셔널스와의 홈경기에서 역전 만루 홈런을 친 브라이스 엘드리지를 축하하며 역전승을 자축하고 있다. 2026.6.11 psoq1337@newspim.com 순식간에 무사 만루 찬스가 만들어졌고 후속타자 브라이스 엘드리지는 파커를 상대로 우측 담장을 넘기는 끝내기 역전 만루 홈런을 쏘아 올렸다. 1-9로 뒤지던 경기를 11-10으로 뒤집은 오라클 파크 역사에 남을 '극장승'이었다. 이정후의 정교한 타격을 징검다리로 대역전 시나리오가 완성됐다. psoq1337@newspim.com 2026-06-11 08:47
사진
FIFA 월드컵 76조원 베팅 전쟁 [서울=뉴스핌] 고인원 기자= 2026 국제축구연맹(FIFA) 월드컵이 사상 최대 규모의 스포츠 베팅 이벤트가 될 전망이다. 미국 스포츠 베팅 시장이 사실상 처음으로 월드컵 특수를 온전히 누리게 되면서 온라인 스포츠북과 예측시장, 스포츠 데이터 업체들 간 고객 확보 경쟁도 한층 치열해질 것으로 예상된다. CNBC에 따르면 시장에서는 이번 월드컵 기간 전 세계 베팅 규모가 500억달러(약 76조원)를 넘어설 것으로 보고 있다. 이는 2022년 카타르 월드컵 당시 350억달러를 웃돌았던 수준보다 크게 늘어난 규모다. [프라하 로이터=뉴스핌] 월드컵에서 홍명보호와 함께 A조에 속한 체코 대표팀의 주장인 소우체크. 2026.06.09 wcn05002@newspim.com 이번 대회는 48개국 체제로 확대되면서 경기 수가 기존보다 40경기 늘어난 104경기로 치러진다. 개최지도 미국·캐나다·멕시코로 확대됐고, 미국 내 스포츠 베팅 합법화 지역도 크게 늘어나면서 관련 산업 전반의 수혜가 예상된다. 맥쿼리는 이번 월드컵이 스포츠 베팅 업체들의 2027년 EBITDA(상각전영업이익)를 2~5%가량 끌어올릴 것으로 전망했다. ◆ 팬듀얼·드래프트킹스 수혜 기대…스포츠 데이터 기업도 주목 가장 큰 수혜 기업으로는 팬듀얼 모회사인 플러터 엔터테인먼트(Flutter Entertainment)가 꼽힌다. 플러터의 피터 잭슨 최고경영자(CEO)는 최근 CNBC 인터뷰에서 "슈퍼볼 시청자가 약 2억명이라면 2022년 월드컵 결승전은 15억명이 시청했고 전체 대회는 50억명이 지켜봤다"며 "월드컵은 완전히 다른 규모의 이벤트"라고 말했다. 도이체방크는 미국 내 월드컵 베팅 규모만 약 33억달러에 달할 것으로 추산했다. 업체별로는 팬듀얼이 약 13억달러, 드래프트킹스(DKNG)가 11억달러 수준의 베팅을 처리할 것으로 예상했다. 베트MGM, 시저스 엔터테인먼트(CZR), 펜 엔터테인먼트(PENN)도 수혜 기업으로 거론된다. 스포츠 데이터 업체들도 주목받고 있다. 지니어스 스포츠(GENI)와 스포트레이더(SRAD)는 최근 예측시장 플랫폼 칼시(Kalshi)에 축구·야구·하키·UFC 관련 데이터를 제공하는 계약을 체결했다. 시장에서는 베팅 산업 성장에 따라 경기 데이터와 실시간 통계의 가치도 함께 높아질 것으로 보고 있다. ◆ 칼시·폴리마켓 급성장…예측시장도 월드컵 특수 이번 월드컵은 예측시장 플랫폼의 성장 여부를 가늠할 중요한 시험대가 될 전망이다. 파이퍼 샌들러에 따르면 칼시와 폴리마켓의 합산 거래량은 최근 70억달러를 돌파하며 사상 최고치를 기록했다. 칼시는 이번 월드컵과 관련해 약 500개의 예측 시장을 개설했다. 현재 가장 활발한 거래가 이뤄지는 시장은 결승전 우승팀 예측으로, 스페인과 프랑스가 우승 후보로 꼽히고 있다. 최근 팬애틱스, 팬듀얼, 드래프트킹스도 예측시장 사업에 뛰어들며 시장 경쟁이 한층 치열해지고 있다.   시장에서는 월드컵이 단순한 스포츠 이벤트를 넘어 스포츠 베팅, 예측시장, 스포츠 데이터 산업 전반의 판도를 바꾸는 초대형 비즈니스 이벤트가 될 것으로 보고 있다. 특히 미국 스포츠 베팅 시장이 성숙기에 접어든 가운데 이번 월드컵이 관련 기업들의 성장성을 시험하는 분수령이 될 것이라는 평가가 나온다. koinwon@newspim.com 2026-06-10 22:35
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동