[딜사이트 이세연 기자] 삼성전자가 엔비디아와 '반도체 AI 팩토리 구축'이라는 대규모 협업에 나섰다. 메모리∙시스템반도체∙파운드리 등 전 사업 부문을 아우르는 삼성전자의 종합 반도체 제조 인프라에 엔비디아의 AI 기술을 접목해 시너지를 극대화하는 것이 핵심이다.

삼성전자는 31일 엔비디아와의 전략적 협력을 통해 '반도체 AI 팩토리'를 구축한다고 밝혔다. 양사가 25년 넘게 협력 관계를 이어온 만큼, 이번 협업은 상징적 의미가 크다는 게 회사 측 설명이다.

삼성전자 측은 "향후 수년간 5만개 이상의 엔비디아 그래픽처리장치(GPU)를 도입해 AI 팩토리 인프라를 확충할 것"이라며 "엔비디아의 시뮬레이션 라이브러리 옴니버스(Omniverse) 기반 디지털 트윈 제조 환경 구현을 가속화할 예정"이라고 설명했다.

삼성전자가 추진하는 AI 팩토리는 반도체 제조 과정에서 생성되는 모든 데이터를 실시간으로 수집해 스스로 학습하고 판단하는 지능형 제조 혁신 플랫폼이다. ▲설계 ▲공정 ▲운영 ▲장비 ▲품질관리 등 반도체 설계와 생산을 아우르는 전 과정에 AI를 적용해 스스로 분석∙예측∙제어 등 '생각하는' 제조 시스템이 구현될 전망이다.

삼성전자는 AI 팩토리 구축을 통해 차세대 반도체 개발∙양산 주기를 단축하고, 제조 효율성과 품질 경쟁력을 혁신적으로 강화할 계획이다.

이는 엔비디아의 플랫폼을 활용해 구축했다. 삼성전자 측은 "이미 일부 공정에서 엔비디아의 플랫폼을 활용해 반도체 AI 팩토리의 기반을 다져왔다"며 "이번 전략적 협력을 통해 양사는 축적된 협업의 노하우를 활용, 혁신을 가속화한다는 계획이다"고 말했다.

삼성전자는 엔비디아의 AI 컴퓨팅 기술인 ▲쿠리소(cuLitho) ▲쿠다-X(CUDA-X)를 도입해, 미세 공정에서 발생할 수 있는 회로 왜곡을 AI가 실시간으로 예측∙보정함으로써 공정 시뮬레이션 속도를 기존보다 20배 향상시키고 설계 정확도와 개발 속도를 동시에 향상시켰다.

또한 생산 설비의 실시간 분석∙이상 감지∙자동 보정이 가능한 통합 제어 체계를 구축했으며, 옴니버스 기반의 'Digital Twin(디지털 트윈)'을 통해 가상 공간에서 ▲설비 이상 감지 ▲고장 예측 ▲생산 일정 최적화 등도 구현 중이다.

향후 삼성전자는 AI 팩토리 인프라 구축과 관련 노하우를 한국 뿐 아니라 미국 테일러 등 해외 주요 생산 거점에까지 확장해, 글로벌 반도체 공급망 전체의 지능화와 효율화를 완성할 계획이다.

이번 AI 팩토리 구축은 단순한 제조 혁신을 넘어, 국가 반도체 생태계의 질적 성장을 견인하고 국가 제조 산업이 AI 중심으로 전환되는데 촉매 역할을 할 것으로 기대된다. 삼성전자는 AI 팩토리 구축을 위해 국내 팹리스, 장비, 소재 기업들과 전방위적으로 협력을 확대해 나갈 계획이다.

또한 향후 AI 팩토리가 협력 중소 기업들의 AI 역량 강화를 견인할 수 있는 플랫폼이 될 수 있도록 발전시켜 나갈 계획이다. 삼성전자 측은 "AI 팩토리를 중심으로 엔비디아와 함께 국내외 파트너사 및 EDA 기업들과 차세대 반도체 설계 도구를 공동 개발하고 AI 기반 반도체 제조 표준을 선도해 AI 생태계 발전에 이바지할 계획"이라고 설명했다.

삼성전자는 중소기업의 제조 경쟁력 향상을 지원하기 위해 AI·데이터 기술을 활용해 기존 공장을 지능형 스마트 공장으로 고도화하는 '스마트공장3.0' 사업도 이미 전개하고 있다.

삼성전자는 AI 모델과 휴머노이드 로봇 기술을 고도화하고 관련 기술을 AI 팩토리를 포함한 다양한 분야로 확대해, 생성형 AI·로보틱스·디지털 트윈 등을 아우르는 차세대 AI 생태계를 구축해 나갈 계획이다.

삼성전자의 AI 모델은 엔비디아 GPU상에서 메가트론(Megatron) 프레임워크를 사용하여 구축됐다. 고도화된 추론 능력을 기반으로 실시간 번역, 다국어 대화, 지능형 요약 등에서 탁월한 성능을 발휘했다는 게 회사 측 설명이다.

또한 삼성전자는 다양한 제품의 제조 자동화 및 휴머노이드 로봇 분야 전반에서 NVIDIA RTX PRO 6000 블랙웰 서버 에디션 플랫폼을 활용해 지능형 로봇의 상용화와 자율화 기술 고도화를 추진 중이다.

삼성전자는 엔비디아의 다양한 AI 플랫폼을 기반으로 가상 시뮬레이션 데이터와 실제 로봇 데이터를 연결해, 현실 세계를 인식하고 스스로 판단·작동할 수 있는 로봇 플랫폼도 구현하고 있다.

아울러 엔비디아의 젯슨 토르(Jetson Thor) 로보틱스 플랫폼을 활용해 지능형 로봇의 AI 추론, 작업 수행, 안전 제어 기술을 강화하고 있다.

이 외에도 삼성전자는 엔비디아 및 국내 산·학·연과 차세대 지능형 기지국(AI-RAN) 기술 연구 및 실증을 위한 MoU를 체결했다. 지능형 기지국(AI-RAN)은 네트워크 및 AI 기술을 융합해 차세대 AI 로봇 등 피지컬 AI 및 새로운 서비스의 구현을 지원하는 차세대 통신 기술이다.

이는 로봇, 드론, 산업현장의 자동화 장비 등 피지컬 AI가 통신망에서 실시간으로 동작, 센싱, 데이터 연산 및 추론을 가능하게 해 피지컬 AI 도입과 확산에 필수적인 신경망 역할을 한다. 삼성전자는 지난해 엔비디아와 협력해 지능형 기지국(AI-RAN) 기술 검증에 성공한 바 있으며, 이번 MoU 체결을 통해 AI 및 소프트웨어 기반 협력을 지속해 나갈 예정이다.

한편 삼성전자는 AI 팩토리 구축과 함께 엔비디아에 ▲HBM3E ▲HBM4 ▲GDDR7 ▲SOCAMM2 등 차세대 메모리와 파운드리 서비스도 공급해 글로벌 AI생태계에서 삼성전자와 엔비디아의 위상을 더욱 공고히 할 계획이라고 밝혔다.

삼성전자는 이미 공급 중인 메모리 제품뿐만 아니라 성능과 에너지 효율을 대폭 향상시킨 HBM4 공급을 엔비디아와 긴밀하게 협의 중이다. 삼성전자 측은 "이미 공급 중인 HBM 외에도 업계 최초로 개발한 고성능 그래픽 D램(GDDR7)과 차세대 저전력 메모리 모듈 SOCAMM2 공급도 협의 중"이라며 "파운드리 분야에서도 협력을 강화할 계획"이라고 강조했다.