[비즈월드] #. 인공시냅스 소자 제조방법을 제공한다. 이때, 상기 인공시냅스 소자 제조방법은 기판 상에 제1전극을 형성하는 단계, 상기 제1전극 상에 제1저항변화층을 형성하는 단계, 상기 제1저항변화층 상에 산소플라즈마 처리를 통해 상기 제1 저항변화층의 상부영역을 제2저항변화층으로 형성하는 단계와 상기 제2저항변화층 상에 제2전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

재단법인 대구경북과학기술원이 2017년 12월 7일 출원(출원번호 제1020170167572호)한 '인공 시냅스 소자 및 이의 제조방법'  특허 요약문 입니다.

인공지능(AI)은 이미 현실에 굳게 뿌리내리고 있습니다. 4차 산업혁명의 핵심분야이기 때문에 이에 대한 관심도 높습니다. 알파고가 이세돌 9단을 이긴 사례는 인공지능이 이미 인간 사고의 영역까지 발전하고 있음을 보여 줍니다. 빅데이터와 딥러닝 등 주변 기술의 획기적 발전까지 더해져 인공지능의 영역은 더욱 넓어질 것으로 보입니다.

인공지능 로봇이 소설을 쓰고 기자들의 전매특허였던 기사도 작성합니다. 의사들이 어려워하는 수술 및 진단을 훌륭히 수행합니다. 산업현장에서도 인공지능의 적용이 확산되고 있습니다.

이런 가운데 최근 국내에서 인공지능(Artificial Intelligence, 이하 AI) 반도체에 대한 특허 출원이 급증하고 있는 것으로 나타났습니다.

과거의 반도체는 메모리와 비메모리로 구분됐었고 비메모리는 전기밥솥을 작동시키는 콘트롤러나 CPU 등 특정 용도로 사용되는 반도체를 총칭했지요. 모두가 '컴퓨터'라는 개념에서 크게 벗어나지 않았습니다.

그러나 이제는 단순한 컴퓨터를 넘어 '인간을 닮은' 인간화의 개념이 들어가기 시작했습니다. 인공지능 반도체란 바로 인간의 영역으로 들어가는 데 밑거름이 되어 주고 있는 전자부품입니다. 인간과 같은 판단력이나 학습능력 등을 컴퓨터에 탑재하는 기술이나 그 분야인 인공지능 기술의 구현에 사용되는 반도체를 말합니다.

비즈월드가 특허청의 자료를 분석한 결과 4차 산업혁명의 핵심 기술 중 하나인 인공지능(AI) 반도체 특허 출원은 2017년 391건이었습니다. 이는 77건에 머물렀던 2015년에 비해 5배가 넘게 증가한 것입니다. 특히 ‘기계학습용 비메모리 반도체’와 ‘뉴로모픽(Neuromorphic)용 비메모리 반도체’ 특허 출원의 증가세가 두드러졌습니다.

이런 현상은 ‘기계학습용 비메모리 반도체’의 경우 기계학습용 알고리즘 구동에 고성능‧고용량의 반도체가 필요하기 때문입니다. 또 ‘뉴로모픽용 비메모리 반도체’의 경우에는 하드웨어적으로 사람의 뇌 신경을 모방한 차세대 AI 반도체 구조로 최근 업계의 높은 관심과 활발한 연구 활동이 반영되었기 때문으로 풀이되고 있습니다.

지난 2003년부터 2017년 말까지 관련 특허의 출원인의 국적별 현황은 우리나라가 전체의 71.3%에 해당하는 590건을 출원해 가장 많았습니다. 이어 미국이 182건(22.0%)으로 두 나라의 출원인이 90% 이상을 차지했습니다. 일본(17건, 2.1%), 프랑스(9건, 1.1%) 등도 국내에 특허를 신청했습니다.

그래도 우리 기업이 관련 특허를 가장 많이 출원했다는 것은 긍정적입니다. 한국의 반도체 기술과 산업이 글로벌 No.1이라는데 이의를 제기하는 사람은 없습니다. 한국 산업의 자존심이라고 할 수 있습니다. 다만 한국의 반도체 산업은 메모리로 집중됐다는 것이 문제였습니다. 메모리 반도체는 세계 최강이지만 비메모리 영역은 미국의 인텔과 같은 기업에 기술적으로 뒤떨어졌습니다.

그래서 오래 전부터 "한국의 반도체 산업이 세계 최강의 위치를 유지하기 위해서는 비메모리 영역의 연구개발에 주력해 이 부분의 지적재산권을 많이 확보해야 한다"고 지적해 왔습니다. 여전히 인공지능 반도체와 같은 비메모리 영역은 나아갈 길이 멉니다. 최근 들어 인공지능 반도체의 국내 출원이 크게 늘었다는 것은 긍정적인 신호입니다.

한국 반도체 산업의 간판은 삼성전자였지요. 이를 반영해 조사 기간 동안의 주요 출원인으로는 삼성전자가 199건(24.0%)으로 최다를 기록했습니다. 다음으로 미국의 퀄컴(59건, 7.1%)이었고 다시 한국의 대표 ICT 국책 연구기관인 ETRI(36건, 4.3%)와 KAIST(23건, 2.8%)가 뒤를 따랐습니다.

비즈월드가 자체 데이터를 확인한 결과 2003년부터 2017년까지 최근 15년 동안 AI 반도체 분야에서 특허 출원된 828건 중에서 ‘AI 비메모리 반도체’에 관한 특허 출원이 650건으로 79%를 차지했습니다. ‘AI 메모리 반도체’에 관한 특허 출원은 178건으로 21%를 차지했습니다. 4차 산업혁명의 도래로 다양한 AI 기술을 구현하기 위해서는 당분간 비메모리 반도체의 우위가 유지될 것으로 전망되는 이유입니다.

세부 기술 분야 별로 보면 ‘AI 비메모리 반도체’ 중에서도 미국의 구글社 알파고(AlphaGO)의 딥러닝(Deep Learning)과 같은 기계학습에 사용되는 ‘기계학습용 비메모리 반도체’의 특허 출원이 348건(42%)으로 가장 큰 비중을 차지했습니다.

한편 차세대 AI 프로세서로 주목을 받고 있는 ‘뉴로모픽용 비메모리 반도체’의 특허 출원은 58건(7%)으로 비중은 작았지만 최근 3년 동안 가장 큰 폭의 증가세를 보인 유망 기술로 분석됐습니다.

특허청 관계자는 “AI 반도체는 고성능 프로세서와 고속‧광대역 메모리가 결합할 때 가장 큰 시너지를 낼 수 있는 기술 분야이다. 앞으로 우리나라가 4차 산업혁명을 선도하는 AI 반도체 강국으로 거듭나기 위해서는 세계 최고 수준의 반도체 기술과 더불어 다양한 AI 기능에 대한 균형 있는 투자와 연구개발을 통해 더 많은 지식재산권을 선점할 필요가 있다”라고 강조했습니다.

앞으로 인공지능은 산업 전 분야에서 일반적으로 쓰이게 될 것입니다. 특히 지식산업 영역에서는 인공지능이 대세가 됩니다. 앞서 이야기했듯이 의료 분야에서 진단은 물론 시술까지 넓히고 있고 법조계, 세무계 등까지 파고들 것입니다. 문학의 영역도 넘을 수 없는 장벽은 아닙니다. 법전과 판례를 뒤져가면서 판결문을 쓰고 변호자료를 만드는 인간들과 모든 법전과 판례를 암기하고 최적의 조항을 찾아내 판결하고 변호하는 인공지능. 어느쪽이 우세할까요.

4차 산업혁명은 이런 모습으로 인간의 생활을 침투할 것이기 때문에 거스를 수 없는 대세입니다. 기술 개발에 주력해야 하는 이유도 거기에 있습니다. 다만 이로 인해 일터를 빼앗기는 등 인간의 삶의 질이 후퇴하면 안되겠기에 이에 대비하는 노력도 병행해 이루어져야할 것으로 보입니다.