아나쿠아 “AI 반도체 특허 출원 급증세…반도체 R&D 투자 방향 재편 핵심 혁신 동력 부상”

아나쿠아(Anaqua)가 '2026 반도체 산업 특허 보고서: AI 및 혁신 동향(2026 Semiconductor Industry Patent Report: AI & Innovation Trends)'의 주요 조사 결과를 발표했다. 보고서는 글로벌 반도체 특허 활동을 분석한 내용으로, 지난 5년간 전체 반도체 관련 특허 출원이 78% 증가한 가운데 AI·반도체 결합 분야 특허는 114% 증가한 것으로 나타났다.

아나쿠아는 반도체 특허 동향을 비교한 결과 AI·반도체 결합 분야 특허 증가 속도가 전체 반도체 관련 특허 대비 약 40% 더 빠르다고 설명했다. 이를 통해 AI와 결합된 기술 영역의 출원이 전체 평균보다 더 빠르게 늘었다는 점을 제시했다.

아나쿠아는 이번 분석이 AI 수요에 따른 반도체 시장의 구조적 변화를 확인해준다고 설명했다. 보고서는 AI가 반도체 혁신에 영향을 주는 수준을 넘어 기술 스택 전반의 혁신 방향을 규정하는 핵심 요소로 정착했다고 판단했다.

칩 아키텍처, 그래픽처리장치(GPU), 추론 프로세서, 하이퍼스케일러용 맞춤형 가속기 등 반도체 분야 전반에서 변화가 나타나고 있다.

토니 넘 아나쿠아 최고제품책임자(CPO)는 반도체가 기술 산업의 기반 역할을 하고 있으며, 반도체 기술 발전이 새로운 혁신 분야를 개척해왔다고 밝혔다.

그는 AI가 기반 기술 발전을 얼마나 이끄는지 측정하려 했으며, AI가 반도체 혁신에 영향을 주는 수준을 넘어 혁신 자체를 규정하고 있다고 설명했다. 이어 그 영향력 규모가 매우 크다고 덧붙였다.

이 같은 내용은 보고서에서도 뒷받침됐다. 보고서는 특허 분석 플랫폼 '액클레임(Acclaim)IP'를 활용해 70만건 이상의 반도체 특허 출원을 분석했으며, 그 결과 AI가 칩 혁신의 거의 모든 영역에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

보고서는 AI·반도체 결합 분야 특허 증가율이 114%로, 전체 반도체 관련 특허 증가율 78%보다 훨씬 가파르다고 제시했다. 또 AI 관련 주요 반도체 세부 영역 검토 결과, AI의 칩 시장 영향력이 다른 기술 대비 훨씬 큰 것으로 나타났다고 설명했다.

보고서는 이 같은 현상이 일부 틈새 분야에 한정되지 않는다고 봤다. AI의 영향이 특정 세부 분야에만 머무르지 않는다는 점을 함께 연결했다.

아울러 보고서는 AI를 반도체 연구개발(R&D) 투자 방향 결정의 핵심 동력으로 규정했다. 동시에 AI가 반도체 특허 출원 방향 결정의 핵심 동력이라고 설명했다.

엔비디아는 명칭에 GPU 포함 반도체 특허 49건을 보유하고 있으며, 명칭에 GPU 포함 반도체 특허 기준 7위, 추론 칩 분야 15위로 집계됐다. 다만 엔비디아의 지속적 경쟁우위 원천은 하드웨어 자체보다 2006년 선보인 쿠다(CUDA: Compute Unified Device Architecture) 소프트웨어 생태계라는 분석이 덧붙여졌다.

IBM은 AI·반도체 교차 분야 특허 출원 794건·1위, 아날로그 AI 분야 특허 출원 389건·선두를 기록하며 관련 선두권을 형성했다. IBM 특허 포트폴리오 집중 분야는 양자컴퓨팅, 뉴로모픽 칩, 상변화 메모리(phase-change memory)다.

이 가운데 상변화 메모리(phase-change memory)는 신경망 가중치 칩 직접 저장 기술과 맞닿아 있다. 이 기술은 에너지 효율성 약 14배 향상을 보였다.

상변화 메모리 기술은 IBM 스파이어(Spyre) 가속기 통해 상용화 단계 진입 상태다. IBM은 이 기술을 포함한 첨단 영역 중심의 특허 자산을 구축하고 있다.

반면 퀄컴은 기존 주력 분야가 온디바이스 AI, 엣지 AI였으나 최근 데이터센터 시장으로 사업 영역 빠른 확대에 나섰다. 퀄컴은 추론 분야 특허 출원 655건·9위를 기록했고, 5년 전 추론 분야 등록 특허 0건과 대비되는 가파른 특허 성장세를 나타냈다.

보고서는 AI 아키텍처 분야 특허 출원 252건으로 186% 증가해 보고서 내 최고 성장세를 기록한 점을 짚었다. 아울러 GPU 분야에서는 134건으로 4위에 올랐다고 정리했다.

이어 퀄컴의 아날로그 AI 관련 기술 분포를 뉴로모픽 모바일 회로부터 AI200·AI250 데이터센터용 추론 가속기까지 제시했다. 또 AI200·AI250의 차별화 요소로 전력 효율성·메모리 용량을 제시했다.

삼성은 AI 아키텍처 분야 특허 출원 1194건으로 1위를 기록했다. 또 고대역폭메모리(HBM) 분야 107건으로 선두였고, 추론 분야 2위, 아날로그 AI 분야 2위로 제시됐다.

삼성 관련 기술 범위로는 신경망처리장치(NPU)·프로세싱인메모리(PIM)·Exynos 시스템온칩(SoC) 제품군 등이 제시됐다. 보고서는 이를 메모리 제조업체가 기존 강점 기반으로 엔드투엔드 AI 칩 경쟁력 구축한 대표 사례로 평가했다.

지난 5년 기준 중국 정부 연계 기관의 추론·가속기 특허 출원은 5387건으로 집계됐다. 같은 기간 삼성의 추론·가속기 특허 출원은 1897건으로, 추론·가속기 분야에서 중국 정부 연계 기관 출원 규모가 삼성 대비 우위인 것으로 나타났다.

관련 특허 보유 주체는 대학·국가연구소·국책 연구기관 등으로 분산돼 있는 것으로 파악됐다. 이들 기관은 GPU 특허 출원 순위 3위에 올랐다.

중국 GPU 분야에서는 모어쓰레드(Moore Threads)와 무씨(Muxi) 등 신흥 스타트업도 부상하고 있는 것으로 나타났다.

보고서는 이를 미국의 수출 규제 대응 차원의 중국 반도체 자립 전략 결과로 분석했다.

비교 대상으로 인텔은 GPU 반도체 분야에서 특허 출원 188건으로 1위를 차지했다. 또 인텔은 AI·집적회로(IC) 아키텍처 결합 분야 특허 967건으로 2위, HBM 관련 특허 23건으로 3위, AI·아날로그 IC 융합 분야 등록 특허 225건으로 5위, 추론용 반도체 특허 792건으로 8위로 집계됐다.

보고서는 알파벳·구글 TPU 관련 특허와 마이크로소프트 Maia 가속기 관련 특허가 AI와 반도체 결합의 거의 전 분야에 출현하고 있다고 설명했다. 이를 근거로 클라우드 대기업들이 기성 반도체 구매에만 머물지 않고 자체 워크로드 최적화 맞춤형 칩을 직접 설계하고 있다고 설명했다.

이어 보고서는 이런 움직임이 AI 하드웨어 주도권 확보 경쟁과 맞물려 있다고 강조했다. 또 AI 하드웨어 주도권 경쟁 속에서 수직계열화가 빠르게 진행되고 있음을 보여준다고 강조했다.

출처: 테크월드뉴스 · 이광재 기자
원문: https://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=406424

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