뉴로모픽 반도체 왜 지금 뜨나 | AI 전력 위기가 만든 흐름

AI 이야기는 이제 일상이 됐어요. GPT, 챗봇, 자율주행… 그런데 “뉴로모픽 반도체”라는 단어는 여전히 낯설게 느껴지는 분들이 많을 거예요. 뉴스에 갑자기 등장하는 이 이름, 어디서 시작된 걸까요?

삼성전자가 하버드 교수를 영입했다, 자람테크놀로지가 국책과제에 선정됐다, SK하이닉스 HBM이 수혜주라는데 — 각각의 기사는 읽히는데 왜 이게 하나로 묶이는지 감이 안 잡히는 분들이 많아요. 그 연결고리가 바로 “전력”이라는 키워드에 있습니다.

AI를 돌리려면 전기가 어마어마하게 필요해요. 챗GPT 한 번 대화할 때 드는 전력이 구글 검색의 수십 배라는 이야기, 들어보셨죠? 글로벌 AI 데이터센터들이 전 세계 전력의 상당 부분을 빨아들이면서, 이게 진지한 산업 문제로 떠오르기 시작했어요.

그 원인 중 하나가 지금 AI 반도체의 구조에 있어요. 오늘날 대부분의 CPU·GPU는 “폰노이만 구조”라고 불리는 방식으로 만들어져요. 연산 장치와 메모리가 분리돼 있어서, 데이터를 주고받을 때마다 에너지가 계속 쓰여요. 고속도로는 넓은데, 요금소를 매번 통과해야 하는 구조라고 보면 됩니다.

그래서 나온 발상이 뉴로모픽(Neuromorphic)이에요. 인간의 뇌는 어떻게 작동하냐 — 뉴런과 시냅스가 연산과 기억을 동시에, 한 공간에서 처리해요. 전기를 극도로 아끼면서도 엄청나게 복잡한 판단을 해내죠. 이 구조를 칩으로 구현하면 어떨까, 라는 아이디어가 뉴로모픽 반도체의 출발점입니다.

이 흐름이 국내에서 구체적으로 수면 위로 올라온 건 두 가지 사건 덕분이에요.

하나는 삼성전자였어요. SAIT(삼성종합기술원)가 뉴로모픽 반도체 분야의 세계적 권위자인 함돈희 하버드대 교수를 부원장으로 영입했다는 소식이 전해지면서, 시장이 “삼성이 진짜로 움직인다”는 신호를 받아들였습니다. 대기업이 최고 수준의 연구자를 데려오는 건, 그냥 연구가 아니라 전략적 판단이 섰다는 의미거든요.

다른 하나는 정부 국책과제였어요. 한국전자기술연구원(KETI) 주관으로 ‘AGI를 위한 뉴로모픽 반도체 핵심 원천기술 개발’ 과제가 진행되면서, 자람테크놀로지가 핵심 연구기관으로 선정됐습니다. 국가가 직접 예산을 투입해 연구 방향을 설정했다는 건, 단순한 기업 실험이 아니라 산업 차원의 준비가 시작됐다는 신호예요.

그리고 여기에 HBM 이야기가 얹혀요. 뉴로모픽 칩은 연산과 메모리를 함께 처리하는 구조를 지향하는데, 이를 실제로 구현하려면 초고속·대용량 메모리 인프라가 필요해요. SK하이닉스가 글로벌 1위를 달리는 HBM이 바로 그 인프라 역할을 합니다. 그래서 HBM 기업들이 자연스럽게 뉴로모픽 테마 안에 들어오게 됐어요.

뉴로모픽 관련주로 거론되는 11개 종목은 성격이 조금씩 달라요. 크게 두 그룹으로 나눠서 보면 흐름이 더 잘 보입니다.

원천기술 그룹은 이 테마의 “씨앗”에 해당해요. 직접 뉴로모픽 칩을 연구하거나 특허를 보유한 곳들이라, 테마 뉴스가 나올 때 시장의 관심이 먼저 쏠리는 편이에요. 네패스는 2017년 세계 최초로 뉴로모픽 칩을 상용화한 이력이 있어서 “원조” 포지션이 분명하고, 자람테크놀로지는 현재 국책과제에서 실제 칩을 개발 중이에요.

인프라·수혜 그룹은 뉴로모픽이 현실이 될수록 자연스럽게 수요가 늘어나는 기업들입니다. SK하이닉스의 HBM처럼, 기술 자체보다 “그 기술이 작동하려면 반드시 필요한 것”을 제공하는 기업들이죠. 가치가 안정적인 대신, 테마 이슈에 직접 반응하는 속도는 원천기술 그룹보다 느릴 수 있어요.

• 1
  출발점은 전력 문제예요. 뉴로모픽은 AI 기술의 확장이 아니라, AI가 만든 에너지 위기에 대한 응답이에요. “더 잘 하는 칩”이 아니라 “덜 쓰면서 잘 하는 칩”을 만들려는 시도입니다.
• 2
  국책과제 수주가 초기 신호예요. 뉴로모픽처럼 초기 단계인 기술은, 민간 기업보다 정부 R&D 과제에서 먼저 움직이는 경향이 있어요. 과제 선정 소식이 테마 이슈의 시작점이 되는 경우가 많습니다.
• 3
  HBM 연결고리가 대형주를 끌어들였어요. SK하이닉스, 삼성전자가 이 테마에 들어온 건 뉴로모픽 칩을 직접 만들어서가 아니라, 그 칩에 필수적인 메모리 인프라를 공급하기 때문이에요. 기술 구조를 알면 편입 이유가 자연스럽게 이해됩니다.
• 4
  아직 상용화는 초기예요. 뉴로모픽 반도체는 연구 단계에서 산업화로 넘어오는 중이에요. 시장 자체가 2033년을 전망 기준으로 잡고 있다는 건, 아직 실적보다 기대가 앞서는 단계라는 뜻이에요.
• 5
  두 그룹의 결이 달라요. 원천기술 기업과 인프라 수혜 기업은 같은 테마지만 뉴스에 반응하는 방식이 달라요. 어떤 흐름에서 어떤 기업이 움직이는지, 맥락을 알면 뉴스를 훨씬 다르게 읽을 수 있어요.