AI 시대 뜬 MCU…7년간 두 배로 커진다

인공지능(AI)이 가전뿐 아니라 자동차와 공장에도 적용되면서 관련 기기의 두뇌 역할을 하는 시스템 반도체 마이크로컨트롤러유닛(MCU) 시장이 급성장하고 있다. AI를 적용한 MCU가 스마트화에 수반되는 막대한 전력 소모를 줄일 대안으로 떠오르고 있어서다. 가전용을 제외한 차량, 산업용 MCU는 해외 의존도가 높은 상황에서 벗어나기 위해 국내 팹리스 기업들이 도전장을 내밀었다.

◇고속 저전력으로 무장한 MCU

12일 시장조사업체 그랜드뷰리서치에 따르면 글로벌 MCU 시장 규모는 2023년 324억달러(약 43조원)에서 2030년 699억달러(약 93조원)로 연평균 11.7% 커질 전망이다. 스마트폰을 비롯한 소비자 가전용이 세계 MCU 시장의 40%를 구성한다. 이어 스마트공장, 로봇 등에 쓰이는 산업용과 차량용이 각각 30%를 차지한다.

MCU는 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU) 등 시스템 반도체의 한 영역으로 센서에서 받은 정보를 처리하고 모터·디스플레이 등 기기의 부품을 제어하는 소형 컴퓨터 칩이다. CPU와 메모리, 입출력 회로가 한 칩에 집적돼 저전력, 저비용으로 동작하며 다양한 전자제품의 두뇌 역할을 한다. AI 확산과 함께 MCU 기술 경쟁도 한층 고도화하고 있다.

최근엔 인간의 뇌를 본떠 즉각적으로 신호를 처리하는 신경망처리장치(NPU)를 내장한 ‘AI MCU’가 속속 등장하고 있다. NPU가 들어가면 기기 자체에서 AI 연산이 가능해진다. 기존엔 가전 및 차량, 공장에서 수집되는 음성, 영상, 진동 같은 데이터가 막대한 전력을 소모하는 클라우드 서버를 거쳐 처리됐다. 그러나 이제는 기기 자체를 의미하는 에지 단위에서 분석이 가능해져 응답 속도가 빨라지고 전력 비용을 줄일 수 있게 됐다.

◇해외 의존도 낮추는 게 관건

MCU 기능이 개선되면서 가전제품은 인터넷 서버를 거치지 않고도 음성 명령을 인식하는 게 가능해졌다. 산업용 로봇은 카메라 영상으로 불량품을 실시간으로 판별하고 차량은 자율주행의 핵심 장비인 ADAS(첨단운전자보조시스템) 기능을 MCU 수준에서 구현할 수 있다.

글로벌 MCU 시장은 선진국 기업들이 장악하고 있다. 스위스 ST마이크로와 네덜란드 NXP, 독일 인피니언, 일본 르네사스, 미국 텍사스인스트루먼트(TI), 마이크로칩 등이 전체 MCU 시장의 80% 이상을 차지하고 있다. 제조업이 강한 한국도 산업용·자동차용 MCU는 대부분 NXP, 르네사스, 인피니언 등에서 조달하고 있다.

최근엔 국내 기업들이 이런 판도를 바꾸기 위해 새로운 MCU 시장에 뛰어들고 있다. 세계 가전용 MCU 시장 4위인 한국의 어보브반도체는 연내 상용화를 목표로 NPU를 결합한 AI MCU를 개발 중이다. 이 회사는 차량용, 산업용 MCU 시장을 정조준하고 있다. 국내 최대 팹리스인 LX세미콘도 디스플레이구동칩(DDI) 중심의 포트폴리오를 다변화하기 위해 가전용 MCU 개발에 전력을 쏟고 있다.

팹리스업계 관계자는 “AI 확산과 산업 자동화 흐름에 맞춰 MCU의 전략적 가치가 크게 높아지고 있다”며 “산업용과 자동차용 MCU의 해외 의존도를 낮추기 위해 대규모 투자가 필요하다”고 설명했다.

황정환 기자 jung@hankyung.com