中 "3년 내 AI 칩 자립"…엔비디아 추격 총력전 내막

월스트리트저널 "'칩 위원회' 가동…화웨이 앞세워 국산화 속도전"

중국이 미국 정부의 인공지능(AI) 칩과 제조장비 통제 조치에 맞서 '3년내 자립'을 목표로 총력 체제를 가동하고 있다는 것은 공공연한 비밀이다. 

월스트리트저널은 25일(현지시간) 중국의 AI 총력전이 어떻게 진행되는 지 자세하게 소개하는 기사를 게재했다. 이 신문은 중국 'AI 총력전' 대표적인 사례 중 하나로 지난 해 중국 통신장비회사 화웨이와 정부 고위 관계자 간 회동 사례를 소개했다. 

보도에 따르면 지난해 여름 화웨이는 중국 기술 정책을 총괄하는 최고위 인사를 상대로 비공개 브리핑을 했다. 이 자리에서 화웨이는 최신 인공지능(AI) 칩을 소개하면서 "중국이 3년 안에 일부 AI 핵심 영역에서 자립할 수 있다"고 공언했다. 그 때쯤이면 미국 엔비디아에 맞설 수준이 된다는 게 화웨이의 전망이었다. 

그날 화웨이와 회동한 중국 고위 인사는 딩쉐상 국무원 부총리였다. 딩 부총리는 3년 전 미국 정부가 단행한 첨단 AI 칩 및 제조 장비 통제 조치에 맞서는 중국 정부 정책을 진두지휘하고 있는 인물이다. 

이날 화웨이가 꺼내든 '3년 내 AI 자립'은 딩 부총리가 듣고 싶은 말이었다고 이 신문은 전했다. 

시진핑의 최측근인 딩쉐샹 국무원 부총리는 1960년대 원자폭탄·인공위성 개발에 쓰였던 국가 총동원 방식을 꺼내 들었다. 최고 기업과 연구소들을 모아 위원회를 꾸리고 칩 공급망의 각 요소를 정복하라고 지시한 것. 그는 대형 AI 수요 기업들에게 국산 칩 사용을 거부하는 자는 '매국노'라는 경고까지 전달한 것으로 알려졌다.

성과는 뚜렷했다. 모건스탠리에 따르면 중국의 외국산 AI 칩 의존도는 2021년 90%에서 2025년 60% 미만으로 낮아졌다. 화웨이의 신형 칩들은 이 비율을 향후 5년간 25%까지 낮출 수 있을 전망이다. 에릭 쉬 화웨이 부회장은 "미국이 우리를 궁지로 몰아넣지 않았다면 결코 이런 일을 하지 않았을 것"이라고 말했다.

AI 소프트웨어에서 중국은 이미 미국과 접전 중이다. 지난주 베이징 스타트업 문샷 AI는 오픈AI·앤트로픽 최상위 모델을 바짝 뒤쫓는 '키미 K3'를 공개했다. 그러나 반도체 칩 부족에 가로막혀 이용자들의 가입을 중단했다.

칩 위원회 출범…지난해 돌파구 마련

미중 반도체 패권 경쟁이 치열해지고 있다. (사진=뉴시스)

2022년 바이든 행정부가 수출 규제를 시작하자 중국은 2023년 칩 위원회를 가동하기 시작했다. 위원회 책임자는 속가공 엔지니어 출신 딩 부총리가 이끌고 있다. 위원회는 첨단 제조·패키징, 고대역폭 메모리, 칩 설계 소프트웨어 등 핵심 분야별로 최고 팀을 영입하고 한정된 칩 공급량 배정까지 결정했다.

또한 부패로 얼룩졌던 과거 국산화 시도의 실패를 반복하지 않기 위해 칩 기업들의 증시 상장을 독려했다. 국유 장비업체 나우라에는 급여 상한을 폐지해 외국 인재 영입 길을 열었다. 2024년에는 약 480억 달러 규모 반도체 국가 펀드를 조성했다.

위원회 가동 첫해는 순탄치 않았다. 정부 연구소는 리창 총리에게 "수십 종의 국산 AI 칩이 매우 불안정하다"며 "대규모 모델을 훈련시킬 만한 칩은 하나도 없다"고 보고했다.

전환점은 지난해 찾아왔다. 화웨이가 초기 테스터들을 놀라게 한 신형 칩 '어센드 950'을 준비했고, 알리바바 등도 자체 칩에서 진전을 보고한 것이다.

화웨이는 어센드 950의 설계를 개편해 비용 효율을 높였고, 딥시크 등 중국 AI 기업들은 이 칩이 추론 분야에서 엔비디아를 대체할 수 있게 됐다고 평가한다.

DUV로 7나노, 회로 적층까지…문제는 여전히 EUV

설계 능력이 올라왔지만 문제는 생산이었다. 화웨이는 2019년 미국 제재로 TSMC와의 협력이 끊기자 구형 장비에서 연산 능력을 쥐어짜내는 기술을 개발했다.

화웨이는 최첨단 반도체 제조 시 반드시 필요한 극자외선(EUV) 노광장비 접근이 막힌 탓에 이전 세대인 심자외선(DUV) 장비로 7나노미터 칩을 만드는 다중 단계 공법을 개발했다. 다만 이는 오류 가능성을 키우고 생산 속도가 낮다는 문제가 있다.

화웨이는 통신 사업에서 쌓은 네트워킹 전문성을 활용해 수십만 개의 칩을 하나의 거대 클러스터로 묶어 최첨단 실리콘을 모방하는 전략도 병행 중이다. 지난 5월에는 트랜지스터 미세화 대신 회로를 적층해 성능을 높이는 방안을 공개하며 2031년까지 현존 최고 반도체를 능가하는 칩을 개발하겠다고 밝혔다.

그러나 올해 신형 칩 계획 생산량(약 75만 개)은 수요에 크게 못 미치고, 클러스터 전략은 엔비디아 시스템에 맞추려면 몇 배 많은 칩이 필요하다는 한계가 있다.

외국 기술에 의존하지 않고 진정으로 경쟁하려면 중국은 자체 EUV 장비를 만들어야 한다고 애널리스트들은 말한다. 리서치 기업 세미애널리시스의 레이 왕 애널리스트는 "중국은 결국 이 기술을 따라잡는 방법을 알아낼 가능성이 크지만 최소 10년, 길게는 50년이 걸릴 것"이라고 말했다.