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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 인공지능이 반도체 설계하는 시대 온다

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은발의 전문가 시대

필자가 연구하는 분야 중에서 반도체나 컴퓨터에서 발생하는 디지털 전자파의 발생과 간섭을 줄이는 연구하는 분야가 있다. 이 전공 분야를 전문용어로 EMC(Electromagnetic Compatibility) 또는 전자파 적합성이라고 한다.

 김정호 카이스트 교수

특히 빅데이터와 인공지능에 쓰이는 반도체에서는 대용량의 데이터를 짧은 시간에 처리하기 때문에 이러한 전자파 발생과 간섭 문제가 더욱 심각하게 되어, 설계상 중요한 관건이 되고 있다. 더 나아가 데이터 센터, 자율주행자동차 설계에도 꼭 필요한 핵심 기술이다.

그러나 전세계 4차 산업혁명 핵심 기업인 반도체, 자율주행자동차, 컴퓨터, 스마트폰 업체에서는 이러한 EMC 분야 전문가를 구하기가 매우 어렵다.

EMC 전문가가 되기 위해서는 먼저 각 해당 산업 분야의 설계 전문성이 있어야 하고 거기에 더해서 EMC 지식과 경험을 갖춘 실력을 함께 갖추어야 한다.

특히 이 EMC 분야에 전문 인력이 적은 이유는 전자파 이론의 학술적 기초에 더해서 현장 경험이 필요하다. 실제 제품 설계에 적용해야 하고, 컴퓨터 시뮬레이션과 측정 경험을 쌓아야 한다. 그러니 진정한 전문가가 되려면 거의 30 년 이상이 족히 걸린다.

이 EMC 분야의 전문가들는 미국, 일본, 유럽에서 보면 대부분 국방, 항공, 또는 우주 관련 산업에서 일하고 있다. 이러한 분야에서는 외국인이 시민권 없이는 프로젝트에 참여하거나 취업하기 어렵다. 그래서 미국의 관련학회에 가면 동양인이 많지 않다. 그래서 젊은 우수 인력이 배출되기 더욱 어렵다. 그 결과 이 분야의 전문가들은 대부분 60대 70대 ‘은발의 노 신사’ 전문가 들이다. 이러한 현상은 반도체 설계 분야도 마찬가지이다.

'IEEE EMC Chicago Chapter 2018 행사' 참석자들 가운데 은발의 EMC 전문가들과 그 가족들이 보인다. [출처=IEEE]

인공지능이 반도체 설계 가능해

반도체 설계 절차에는 전체 구조(Architecture) 설계, 논리 설계, 회로 설계, 배치 설계(Floor Planning), 그리고 도면 설계(Layout) 등의 과정을 거친다. 이 설계 결과에 따라 반도체의 계산 속도, 전력 소모, 면적, 가격 등이 정해진다. 그런데 요즈음 이러한 반도체 설계 과정에서 컴퓨터 CAD(Computer Aided Design) 소프트웨어의 도움을 많이 받는다. 전기적, 기계적 모델을 이용해서 컴퓨터 시뮬레이션을 하고 그 성능을 제작 이전에 검증해 볼 수 있다. 이처럼 컴퓨터 시뮬레이션으로 목표 성능이 달성된 다음 여러 가지 목표 조건을 동시 혹은 최소 비용으로 구현하는 최적화 설계 과정을 거치게 된다. 그 결과 개발 인력, 비용, 그리고 시간을 줄인다.

이러한 반도체 최적 설계에서도 ‘컴퓨터’가 일정 부분 ‘전문가’를 대신에 준다. 그런데 지금의 CAD 설계와 최적화는 일정 부분 한계를 가지고 있다. 컴퓨터 성능 한계 때문이기도 하고, 설계와 최적화 알고리즘의 한계 때문이기도 하다. 그래서 전문가의 실력과 경험이 CAD 기능과 결합하여 최선의 설계하고 있다. 지금의 반도체 프로세서, 메모리, 센서도 이러한 설계 과정을 거친다. 그런데 이 설계에서의 ‘전문가’ 역할을 ‘인공지능’이 대신하는 시대가 조금씩 다가 오고 있다.

인공지능 알고리즘 중에 ‘강화학습(Reinforcement Learning)’ 알고리즘이 있다. 알파고 바둑 게임에도 적용되었다. 인공지능(Agent)이 어떤 결정을 내리고 행동(Action)을 하면서, 상대와의 반응을 보고 기록(State)하면서 동시에 스스로 학습해 간다. 수많은 시행과 상대방 반응 과정을 반복하면서 학습해 간다. 목표 지표(Reward)가 바둑 알파고에서는 승률이 되고, 인공지능 반도체 설계에서는 목표 성능이 된다. 최적 승률이 되는 바둑을 두듯이 최적 성능을 갖는 조건을 학습해 간다. 알파고에서는 기보(Supervised Learning)를 이용하거나 알파고 끼기 자율학습(Unsupervised Learning)을 한다.

다르게 말하면 알파고에서 사용되었던 인공지능 알고리즘을 그대로 반도체 최적 성능 설계에 적용될 수 있다. 그러면 반도체 설계 프로그램인 에이전트(Agent) 실력이 ‘이세돌 급'이 되는 것이다. 그러면 인공지능이 세계 최고 수준의 반도체 설계 전문가가 된다.

알파고에서는 기존의 기보를 사용하면서 배우거나 알파고 끼리의 바둑으로 자체 기보를 만들어 스스로 학습하기도 한다. 반도체 설계 인공지능에서는 컴퓨터 CAD 시뮬레이션이 학습(Learning) 기회를 제공해 준다. 알파고에서는 승률이 보상(Reward)이 되고, 반도체 설계에서는 성능 만족 정도가 보상(Reward)이 된다.

이처럼 강화학습 반도체 설계 인공지능에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해서 학습한다. 강화학습 설계 사례가 증가하면서 학습용 데이터가 증가해서 전문가 실력이 급상승한다. 인공지능 전문가 인간을 대신하기 때문에 학습속도가 훨씬 빠르다. 그리고 인공지능의 기억이나 능력이 지워지거나 ‘은발'이 되어도 100년이 되어도 떨어지지 않는다.

딥러닝 강화학습인 Deep Q Learning 알고리즘을 이용한 반도체 설계 과정. [출처=KAIST]

 

딥러닝 강화학습인 Deep Q Learning 알고리즘을 이용해서 최적화 설계한 반도체 설계 결과. [출처=KAIST]


인공지능 전문가의 세상

이러한 인공지능 설계는 더 나아가 테스트의 설계, 테스트와 생산 공정상의 데이터 분석에도 사용될 전망이다. 특히 반도체 생선 공정의 수율 분석에 인공지능이 사용될 수 있다. 공정 데이터를 분석해서 인공지능에 의한 최적 공정을 찾아 낸다면, 반도체 기업의 생산성과 수율, 순이익 그리고 경쟁력도 인공지능에 달려 있을 것으로 전망한다. 이처럼 4차 산업혁명에 필요한 반도체 설계, 테스트, 생산관리 등 전 분야에서 인공지능이 전문가를 대체하는 시대가 다가 오고 있다.

필자 연구실에서도 일부 반도체 설계에 Deep Q 러닝이라고 불리는 강화학습 방법을 이용해 기초적인 설계 최적화를 시도해 보고 있다. 가능성이 이미 충분히 보인다. 추후 컴퓨터 성능만 지원된다면 훨씬 복잡한 설계도 가능한 것을 확인했다.

그래서 인공지능의 색깔은 ‘은빛 색깔'이다. 인간이 60세 이상 몰입해야 도달할 수 있는 전문가 수준을 인공지능은 금방 구현할 수 있다. 이렇게 되면 ADA(ALL DESIGN by AI) 세상이 올 수 있다. 인공지능이 반도체를 설계하고, 그 AI 반도체가 인공지능 계산을 한다. 인간이 파고들 틈이 없다. 그럼 인공지능이 국가간, 사회 내에서 정보, 자원, 자본, 시장 분만 아니라 고급 인력과 기술의 독점 현상을 가속화 할 수 있다.

인공지능 알고리즘을 이용해서 반도체 설계를 자동화한 ADA(All Design by AI) 개념. [출처: KAIST]

 

joungho@kaist.ac.kr


[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]

 

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'젠슨 황 스캔들' 불똥 튄 백악관? [서울=뉴스핌] 최원진 기자= 젠슨 황 엔비디아 전 최고경영자(CEO)와 중국 정보요원 의혹 여성 간의 불륜 스캔들 파장이 백악관에 번지며, 도널드 트럼프 대통령의 핵심 참모들이 이번 정치적 난맥상의 책임을 하워드 러트닉 상무장관에게 돌리기 시작했다. 12일(현지시간) 밤 월스트리트저널(WSJ)은 사안에 정통한 복수의 소식통을 인용해 러트닉 장관이 반도체 수출 통제를 지연시킨 행보, 퇴임하는 황 전 CEO와의 오랜 친분, 그리고 기존 행정부 인사들과의 불화 등을 이유로 행정부 내부의 집중 포화를 맞고 있다고 보도했다. 2026년 9월 2일(현지시간) 미국 노스캐롤라이나주 채플힐에서 열린 주요 20개국(G20) 혁신 장관 회의에서 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)(좌)와 악수하는 하워드 러트닉 미국 상무부 장관의 모습. [사진=로이터 뉴스핌] 러트닉 장관을 향한 압박은 황 전 CEO의 스캔들이 대통령 내각으로까지 번지고 있음을 보여준다. 소식통들에 따르면 이날 트럼프 대통령의 일부 참모들은 러트닉 장관을 둘러싼 내부의 거센 비판을 어떻게 수습할지 논의했다. 트럼프 대통령의 일부 정치적 측근들은 이미 대통령에게 러트닉 장관의 경질 방안을 건의한 것으로 전해졌다. 백악관은 성명을 통해 트럼프 대통령이 "상무장관과 그가 현대 역사상 가장 혁신적인 상무장관으로서 직무를 수행할 능력에 대해 전폭적인 신뢰를 유지하고 있다"고 밝혔으나, 추가 논평 요청에는 응하지 않았다. 상무부와 재무부 대변인 역시 논평을 거부했다. 비판론자들은 상무부가 미국산 인공지능(AI) 반도체의 동남아시아 수출 단속을 가로막으면서, 중국 정보원으로 의심받는 앨리스 황 같은 인물이 엔비디아와 사업할 수 있는 틈을 열어줬다고 지적한다. 실제로 상무부는 2024년부터 앨리스 황이 임원으로 있던 메가스피드 인터내셔널(이하 '메가스피드')의 반도체 수출통제 규정 위반 여부를 조사해 왔지만 블랙리스트(수출통제 명단) 등재까지는 나아가지 않아 국무부와 국가안보회의(NSC) 관계자들의 불만을 샀다. 현재 법무부는 앨리스 황과 연관된 다수의 수사를 주도하고 있다. 러트닉 장관은 트럼프 행정부 내에서 황 전 CEO와 가장 가까운 인사 중 한 명으로, AI 정책 결정 시 수시로 그에게 자문하고 그를 미국의 위대한 경영자 중 한 명으로 치켜세웠다. 황 전 CEO 역시 지난해 "러트닉은 행정부에서 내가 가장 자주 대화하는 인물"이라고 밝혔으며, 상무부는 이 발언 영상을 공식 소셜미디어에 게시하기도 했다. 트럼프 대통령의 일부 측근들은 러트닉 장관이 수출 통제에 소극적으로 대응함으로써 엔비디아와 황 전 CEO에게 방패막이 역할을 해줬다고 대통령과 고위 참모들에게 호소해 왔다. 정작 트럼프 대통령 본인도 중국 기업들이 미국산 반도체에 계속 의존하도록 만드는 것이 더 중요하다는 황 전 CEO의 논리에 동조하며 고강도 수출 제한에 반대해 왔고, 황 전 CEO의 불륜 사실을 보고받고도 조치를 취하지 않았다. 그럼에도 참모들은 지난해 관세 정책 혼선 등에 대한 기존 불만까지 더해 러트닉 장관에게 이번 사태의 책임을 집중시키는 모양새다. 행정부의 갈등은 최근 백악관 집무실 회의에서 폭발했다. 소식통들에 따르면 이 자리에서 스콧 베선트 재무장관과 고위 관리들은 상무부가 중국 및 안보 우려국으로의 엔비디아 칩 판매를 막지 못한 점을 놓고 러트닉 장관을 강하게 추궁했다. 2024년 대선 승리 후 정권 인수기 당시 재무장관 자리를 놓고 경쟁했던 두 장관은 그동안 산발적으로 충돌해 왔다. 황 전 CEO 스캔들로 행정부와 엔비디아의 유착 의혹이 불거지자 베선트 장관 등은 러트닉 장관에게 책임을 돌리려 했으나, 행정부 내 다른 인사들은 재무부 역시 앨리스 황이나 메가스피드를 제재하지 않았다며 베선트 장관에게 역공을 가했단 전언이다. 의회의 초당적 압박도 거세지고 있다. 수출 통제를 관할하는 상원 은행위원회의 팀 스콧 위원장(공화·사우스캐롤라이나)은 12일 밤 황 전 CEO와 러트닉 장관에게 다음 달 3일 청문회 출석을 요구하는 서한을 발송했다. 내년 민주당이 다수당이 돼 차기 상원 은행위원장으로 유력시되는 엘리자베스 워런 상원 은행위 민주당 간사(매사추세츠)도 조사를 예고한 상태다. wonjc6@newspim.com   2026-11-13 11:02
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"KB캐피탈도 뚫렸다" 1811명 개인정보 유출 [서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = KB캐피탈이 해킹 공격으로 고객과 협력사, 임직원 등 총 1811명의 개인정보가 유출됐다. 회사는 관련 시스템과 서버를 중지하고 보안 조치를 강화했으며 정보 유출로 손해가 발생하면 전액 배상하겠다는 방침이다. 13일 금융권에 따르면 KB캐피탈은 지난 10일 악의적인 공격으로 자동차 임대자산 관리시스템에 저장된 고객과 협력사, 임직원의 개인정보가 유출된 사실을 확인했다. 현재까지 파악된 유출 인원은 총 1811명이다. KB캐피탈은 이날 홈페이지에 '개인정보 유출 관련 안내'를 게시하고 유출 항목과 대응 조치 등을 설명했다. [서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = KB캐피탈 홈페이지에 올라온 '개인정보 유출 관련 안내' 2026.11.13 yunyun@newspim.com 자동차 임대자산 관리시스템은 차량 임대자산을 관리하기 위한 내부 시스템으로, 주로 KB캐피탈 임직원과 협력사 직원들이 이용한다. KB캐피탈은 해당 시스템이 금융거래와는 무관하다고 밝혔다. 유출 대상자 가운데 일반 고객은 차량 임대 및 탁송 업무 등과 관련해 개인정보가 저장됐던 20명이다. 유출된 고객 정보는 이름과 생년월일, 휴대전화번호, 주소, 차량번호다. 협력사 및 임직원 정보는 사용자계정과 이름, 휴대전화번호, 전화번호, 부서명, 회사명, 직함 등이 포함됐다. 개인별 유출 항목은 서로 다르며, 홈페이지에서 구체적인 유출 항목을 확인할 수 있다. KB캐피탈은 유출 사실을 인지한 뒤 대상 시스템과 서버를 중지해 접근 경로를 차단하고, 비정상 접근 모니터링 등 보안 조치를 강화했다고 밝혔다. 유출된 개인정보를 이용한 웹사이트 명의도용과 보이스피싱, 파밍 등 2차 피해에도 주의를 당부했다. 본인 확인을 빙자한 출처 불명의 문자메시지나 메일에 담긴 링크를 클릭하지 말고, 회사나 택배사를 사칭한 전화·문자를 통한 개인정보 및 금융정보 입력 요구에 응하지 않도록 안내했다. 정보 유출 관련 문의는 상담센터를 통해 접수한다. 피해자는 손해배상을 청구하거나 개인정보분쟁조정위원회에 신청해 구제받을 수 있다. KB캐피탈 측은 "정보유출로 인한 손해가 발생한 경우 전액 배상토록 할 예정"이라며 "심려를 끼쳐 드리게 된 점 다시 한번 진심으로 사과드린다"고 말했다. yunyun@newspim.com 2026-11-13 09:52
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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