반도체 전 공정 AI화로 글로벌 제조 패러다임 전환 예고

삼성전자가 엔비디아(NVIDIA)와 손잡고 인공지능(AI) 기반의 ‘반도체 AI 팩토리(Semiconductor AI Factory)’ 구축에 나선다. 반도체 설계부터 공정, 운영, 품질관리까지 전 과정을 AI로 최적화하는 이번 프로젝트는 글로벌 제조업 혁신의 새로운 이정표로 평가받는다.

삼성전자는 31일, 엔비디아와의 전략적 협력을 통해 반도체 설계부터 공정, 운영, 품질관리까지 AI가 스스로 학습 · 판단하는 지능형 제조 플랫폼 `반도체 AI 팩토리`를 본격 추진한다고 밝혔다.

AI로 진화하는 반도체 공장

삼성전자는 10월 31일, 엔비디아와의 전략적 협력을 통해 지능형 제조 플랫폼 ‘반도체 AI 팩토리’를 본격 추진한다고 밝혔다. 이번 협력은 양사가 25년간 이어온 기술 협력의 결실로, 삼성의 세계적 반도체 제조 역량과 엔비디아의 GPU 기반 AI 기술이 결합된 업계 최고 수준의 프로젝트다.

삼성전자는 향후 수년간 5만 개 이상의 엔비디아 GPU를 도입해 대규모 AI 인프라를 구축하고, 엔비디아의 ‘옴니버스(Omniverse)’ 플랫폼을 기반으로 한 디지털 트윈(Digital Twin) 제조 환경을 구현할 계획이다. 이를 통해 반도체 개발과 양산 주기를 단축하고 생산 효율성을 획기적으로 높인다는 구상이다.

AI가 학습하고 판단하는 ‘지능형 팩토리’

AI 팩토리는 설계, 공정, 장비, 품질관리 등 반도체 제조 전 단계에 AI를 적용해 실시간 데이터 분석과 예측 제어가 가능한 ‘생각하는 공장(Thinking Factory)’으로 구현된다. 삼성전자는 이를 통해 공정 시뮬레이션 속도를 20배 이상 향상시키고, 설계 정확도와 생산 안정성을 동시에 강화했다고 밝혔다.

현재 일부 공정에는 엔비디아의 AI 플랫폼 ‘쿠리소(cuLitho)’와 ‘쿠다-X(CUDA-X)’가 도입되어 회로 왜곡을 실시간으로 예측·보정하고 있다. 또한 옴니버스 기반의 디지털 트윈 기술을 활용해 설비 이상 감지와 생산 일정 최적화도 수행 중이다. 삼성전자는 향후 미국 테일러 등 해외 생산거점으로도 AI 팩토리 인프라를 확대할 계획이다.

차세대 메모리 협력으로 AI 생태계 강화

삼성전자는 엔비디아에 ▲HBM3E ▲HBM4 ▲GDDR7 ▲SOCAMM2 등 차세대 메모리 제품을 공급하며 글로벌 AI 생태계 경쟁력을 한층 강화한다. 특히 HBM4는 10나노급 6세대 D램과 4나노 로직 공정을 결합해 초고대역폭·저전력 특성을 구현했으며, 11Gbps 이상의 성능으로 엔비디아 AI 플랫폼의 처리 속도를 비약적으로 끌어올릴 것으로 전망된다.

삼성전자는 급증하는 HBM4 수요에 대비해 선제적 설비 투자와 맞춤형 공급체계를 구축 중이며, 고성능 그래픽 D램(GDDR7)과 차세대 저전력 메모리 모듈(SOCAMM2) 공급도 병행하고 있다.

국가 제조 생태계까지 확산

AI 팩토리 구축은 삼성전자 내부 혁신을 넘어 국가 제조 생태계 전반으로 확산될 전망이다. 삼성전자는 국내 팹리스, 장비, 소재 기업들과의 협업을 확대하고, AI 기술을 공유하는 ‘플랫폼형 혁신 생태계’를 조성해 협력 중소기업의 AI 역량을 함께 끌어올릴 방침이다.

또한 ‘AI 팩토리’ 경험을 토대로 국내 중소 제조기업의 ‘스마트공장 3.0’ 고도화 사업을 병행하며, AI·데이터 기반의 지능형 공장으로의 전환을 촉진해 국가 제조 경쟁력 강화를 추진 중이다.

AI 산업 전반으로 확장되는 협력

양사는 반도체를 넘어 AI 모델, 휴머노이드 로봇, 지능형 기지국(AI-RAN) 등 미래 AI 산업 전반으로 협력을 확대한다. 삼성은 엔비디아 GPU 기반의 메가트론(Megatron) 프레임워크를 활용한 대규모 AI 모델을 개발 중이며, 휴머노이드 로봇과 지능형 로봇 플랫폼 구현에도 엔비디아의 ‘젯슨 토르(Jetson Thor)’를 적용하고 있다.

삼성전자 “AI 제조혁신으로 국가 경쟁력 견인”

삼성전자 관계자는 “이번 협력은 AI 중심의 반도체 제조 혁신을 넘어 국가 제조 생태계 전환의 기폭제가 될 것”이라며,
“AI 팩토리를 중심으로 글로벌 3대 AI 강국으로의 도약을 견인하겠다”고 밝혔다.