- 전세계 반도체 시장은 정보통신 시대를 넘어서 인공지능 컴퓨팅을 위한 지능형 반도체 시대로 급격한 패러다임 전환시기를 맞고 있으며, 이를 위하여 국가별, 글로벌 기업별로 혁신적 반도체인 차세대 지능형 반도체의 자체 연구개발을 본격적으로 시작
- 2000년대 모바일 폰의 대중화와 더불어 발전한 컴포넌트 반도체는 2010년대 스마트폰 혁명에 의한 어플리케이션 프로세서 등의 시스템 반도체로 발전하였으며, 2020년 이후 4차 산업혁명과 인공지능 시대에서는 지능형 반도체가 주가 될 것으로 전망
- 4차 산업혁명 사회가 요구하는 인공지능 컴퓨팅에 의한 인지능력의 비약적 향상, 계산처리 능력의 효율화, 정보 활용의 고신뢰성을 실현할 수 있는 차세대 지능형 반도체가 요구
- 지능형반도체 관련 현재의 기술개발은 병렬컴퓨팅 아키텍처 고도화 및 초고속 메모리 인터페이스 기술과 같은 소프트웨어 중심의 기술 개발의 형태로 진행
- 4차 산업혁명과 인공지능 기술을 실현하는 ‘컴퓨팅 컨테이너 (Computing Container)'로서의 역할에 대한 관심이 급증함에 따라서 기 확보하고 있던 병렬 컴퓨팅 기술을 개선하는 형태의 기술개발이 진행되고 있으며, 신규 스타트업을 중심으로 인공지능 전용의 프로세서 반도체 개발이 진행되고 있음
※ 2017년을 기점으로 Google, Intel, IBM 등의 글로벌 기업이 본격적으로 초기 연구결과물을 발표하고 있으며, 세계적으로 다수 스타트업이 기술개발 시작
- 인공지능 컴퓨팅, 특히 딥러닝의 효율성을 요구하는 인공신경망 어플리케이션의 발전에 따라서 2017년 이래 CMOS 기술을 기반으로 하는 인공지능 반도체 상용화 기술이 다수 등장하고 있으며, 일부는 과학연구 및 모바일 분야에서 상용화
- 최근 등장한 인공지능 컴퓨팅 전용의 지능형반도체는 CMOS 소자 기반의 병렬 아키텍처 및 메모리 고도화 기술을 융합한 것으로서 인공지능, 특히 딥러닝에 특화한 형태의 아키텍처를 가진 프로세서가 주종을 이룸
- 인간의 능력을 상회하는 인공지능 컴퓨팅을 위해서 현재의 인공지능 및 딥러닝에 응용하는 인공신경망 대비 수십~수백 배의 복잡도를 가지는 복합신경망이 등장할 것이며, 복합신경망을 한 번에 계산할 수 있는 지능형반도체 기술 필요성 대두
※ 인간 두뇌의 시냅스는 100조개에 달하고, 뉴런은 시냅스와 연동하여 연산과 동시에 스스로 학습할 수 있는 엄청난 컴퓨팅을 수십 와트 수준의 저전력으로 실행
- 지능형반도체를 구현하기 위해서는 지능형반도체 아키텍처 고도화에 따른 초고속 연산능력, 대용량의 데이터를 저장하고 엑세스하며 스스로 변형하여 학습할 수 있는 초고속 데이터 인터페이스가 개발되고 이를 실현하는 데 최적화된 새로운 반도체 소자 개발이 필요함