출장용접 한국 정부와 기업이 ‘인공지능(AI) 반도체 1강’ 엔비디아로부터 대규모 그래픽처리장치(GPU)를 확보하면서 ‘피지컬 AI’가 한층 부각되고 있다. 아직 초기 단계인 피지컬 AI는 제조업과 밀접하게 맞닿아 있어 한국이 강점을 발휘할 수 있다는 분야로 꼽힌다.
5일 산업계에 따르면 엔비디아가 한국 정부·기업에 공급하기로 한 GPU 26만장은 주로 피지컬 AI 분야에서 활용된다. 삼성전자·SK·현대차그룹이 ‘AI 팩토리’ 구축을 통해 반도체·자동차 생산을 효율화하고 로봇 등을 개발하겠다는 게 대표적이다. 이재명 대통령은 전날 시정연설에서 “피지컬 AI 선도 국가 달성을 위해 집중 투자하겠다”며 힘을 실었다.
피지컬 AI는 현실(물리적) 세계에서 복잡한 행동을 인식·이해하고 수행할 수 있는 자율 시스템을 의미한다. 로봇, 자율주행차, 스마트 공간 등이 대표적인 적용처다. 예컨대 기존 자동화 로봇이 기계적으로 정해진 절차만 따랐다면, 피지컬 AI 로봇은 센서, AI 모델, 제어 기술을 결합해 실시간으로 최적의 조치를 실행할 수 있다.
크리스 펜로즈 엔비디아 부사장은 이날 SK텔레콤 뉴스룸 인터뷰에서 “향후 피지컬 AI가 제조, 자동차, 헬스케어 등 다양한 산업에서 인간의 역량을 확장하는 새로운 산업 혁신 시대를 열 것”이라고 내다봤다.
피지컬 AI는 정형화되지 않은 물리적 세계의 경험 데이터를 학습해야 한다. 챗GPT와 같은 기존 거대언어모델(LLM)이 30여년간 인터넷에 쌓인 방대한 텍스트, 이미지, 영상 데이터를 학습한 것과 달리 데이터가 부족하다.
김익재 한국과학기술연구원(KIST) AI·로봇연구소장은 “물리적 공간에서 로봇이 손으로 물건을 잡는 데 얼마나 강하게 힘을 가해야 하는지에는 정답이 없다”며 “피지컬 AI는 빅테크조차 충분한 학습 데이터를 확보하지 못하고 있는 초기 단계라고 볼 수 있다”고 했다. 장병탁 서울대 컴퓨터공학부 교수 역시 “피지컬 AI는 데이터 관점에서 보면 누구나 출발점이 비슷하다고 볼 수 있다”고 했다.
제조업 중심인 한국은 피지컬 AI에 필요한 데이터를 쌓을 수 있는 산업 현장이 많다. 한국이 생성형 AI 시장에선 막강한 자금력을 가진 미국·중국에 밀렸지만, 피지컬 AI에선 ‘승산’이 있다는 말이 나오는 이유다.
엔비디아의 GPU 26만장 공급도 한국의 제조 역량에 주목한 결과다. 엔비디아가 한국을 ‘피지컬 AI 테스트베드’로 삼았다는 분석도 있다. 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 지난달 31일 기자간담회에서 “한국은 로봇을 만들 수도 있고, 그 로봇을 공장에서 실제로 사용할 수도 있는 나라”라며 “세계적으로 봐도 둘 다 갖춘 나라는 거의 없다”고 말했다.
김 소장은 “한국은 제조 공장이 많아서 현장의 감각적인 데이터를 모으는 데 유리하다”며 “이를 학습용으로 데이터베이스화해 진정한 피지컬 AI 모델을 잘 만드는 작업이 필요하다”고 말했다.
장 교수는 “한국은 산업 특성상 제조업이 강하고 통신 등 다른 인프라도 잘돼 있다. 피지컬 AI가 제조업과 연동돼 경쟁력을 발휘할 수 있는 여건을 갖췄다”고 말했다. 다만 장 교수는 “제조업 문화는 돌다리를 여러 번 두드려 완벽하게 준비한 뒤 시작해 속도가 느린 면이 있다”며 “지금은 선제적으로 투자해 데이터를 모으고 시행착오를 겪으면서 경험을 쌓는 게 중요하다”고 강조했다.
글로벌 반도체 시장은 계절처럼 순환한다. 호황과 불황의 절기 속에서 삼성전자와 SK하이닉스는 세계 메모리반도체의 정상에 섰지만, 지금의 호황은 과거의 ‘수요’ 기인성 호황이 아니다. 인공지능(AI)과 데이터센터, 이를 위한 첨단 패키징이 얽히며 ‘구조’ 기인성 호황으로 산업의 문법이 바뀌었다.
삼성전자가 HBM을 세계 최초로 개발하고도 시장 주도권을 내주면서 겪은 지난 3년의 고난은 기술력 부족 때문이 아니었다. 시장 변화를 읽는 감각과 생태계를 연결하는 경영진 리더십의 부재 등이 전략적 판단을 흐리게 한 결과였다. 삼성은 가장 많은 기술 자산을 갖고 있지만, 미래를 바꾸려는 기업들과의 ‘연결’이 부족했다. 반면 SK하이닉스는 고객과의 공동 개발, 리스크 공유, 신뢰 구축을 통해 기술보다 앞선 ‘관계의 기술’을 선점했다. 기술은 연구소에서 만들어지지만, 시장은 관계 속에서 만들어진다.
최근 젠슨 황, 이재용, 정의선 세 사람의 치맥 회동은 단순한 만남이 아니었다. 고객과 공급자가 한 테이블에서 웃으며 미래를 논하는 그 장면은 산업이 협력과 공진화를 중심으로 재편되고 있음을 보여준다. 반도체·자동차·AI라는 전혀 다른 영역이 하나의 문명 생태계로 엮이는 지금, 기업 간 관계는 중국 전국시대의 ‘합종연횡’처럼 끊임없이 손을 잡고 갈라서며 생존의 균형을 찾아간다. ‘누가 힘이 센가’보다 ‘누가 더 넓은 생태계를 설계할 수 있는가’가 승패를 결정짓는다. 이 시대의 경쟁력은 ‘혼자 얼마나 잘 만드는가’보다 ‘고객과 어떻게 함께 만드는가’에 있다.
한국 기업은 이제 수직적 경쟁에서 벗어나 수평적 연결의 리더십을 세워야 한다. 기술의 초격차에 더해 ‘신뢰의 초격차’를 구축해야 한다. 고객은 단순한 구매자가 아니다. 장기적 관점에서 고객과 생태계를 함께 그리는 기업만이 살아남을 것이다. 정부는 지원자가 아니라 ‘설계자’가 돼야 한다. 반도체 클러스터 조성과 세제 지원을 넘어, 산업 간 데이터·통신·헬스·AI 기반 협력 인프라를 구축해야 한다. ‘AI·반도체 공공 데이터 레이크’나 ‘공정 디지털 트윈 플랫폼’을 통해 중소기업과 대학 및 국책연구기관이 대기업 수준의 시뮬레이션 환경을 공유하도록 해야 한다. 반도체 인력 양성도 단기 인력 공급이 아니라 생태계 중심의 장기 전략으로 바뀌어야 한다. 단순한 반도체학과 증설로는 부족하다. 산업의 실제 공정·소재·패키징 연구가 대학 교육과 실시간으로 연결되는 PBL형 교육, 산학 공동 실험실, 캠퍼스형 R&D 클러스터를 확충해야 한다. 기업은 인재를 고용의 대상이 아니라 함께 성장하는 파트너로 인식하고, 연구소와 대학이 공존하는 ‘열린 생태계’를 만들어야 한다.
이제 한국 반도체는 기술의 경쟁을 넘어 생태계의 경쟁으로 나아가야 한다. 기업은 더 멀리 보고, 정부는 더 넓게 설계하며, 대학은 더 깊게 길러야 한다. 이것이야말로 다음 20년을 위한 전략이며, 호황 이후에도 흔들리지 않는 힘이다. 성찰과 준비가 없다면 호황의 끝은 언제나 위기로 되돌아올 것이다. 영화 <관상>의 마지막 대사처럼 “내가 세상을 잘못 읽었어”라는 후회를 하지 말아야 한다. 지금의 호황이 끝났을 때, 대한민국 반도체는 무엇으로 생존할 것인가. 그 답을 지금부터 써내려가야 한다.

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