"HBM 설계도 AI가 돕는다"…김정호 교수, 반도체 연구실의 변화 공개

[아이뉴스24 박지은·황세웅 기자] 인공지능(AI)이 반도체 설계를 돕고 성능까지 분석하는 시대가 열리고 있다. 연구자가 일일이 프로그램을 실행하고 결과를 확인하던 작업을 AI가 대신하는 것이다.

김정호 한국과학기술원(KAIST) 전기및전자공학부 교수는 11일 온라인으로 열린 '테라 AI 에이전트 데이(TERA AI Agent Day)'에서 AI를 활용한 반도체 연구개발의 미래를 소개했다.

김 교수는 "앞으로 공학자와 개발자의 경쟁력은 AI를 단순히 사용하는 능력을 넘어 다양한 전문 AI 에이전트를 직접 설계하고 이들이 유기적으로 협력하도록 만드는 능력에서 결정될 것"이라고 강조했다.

AI 에이전트는 사람이 목표를 알려주면 필요한 작업을 스스로 계획하고 실행하는 프로그램이다. 반도체의 전력 소모를 줄이라는 지시를 받으면 설계 프로그램을 실행하고 결과를 분석해 개선 방안을 찾는 식이다.

김 교수 연구팀은 전문 AI 에이전트 100개를 하나의 '슈퍼 에이전트'로 연결하는 시스템을 구상하고 있다. 각각의 AI가 설계와 성능 분석, 발열 관리 등을 나눠 맡고 슈퍼 에이전트가 전체 작업을 조율하는 방식이다. 아직 개발 단계로 최종 판단은 사람이 맡는다.

이날 학생들은 실제 연구에 활용하는 AI 에이전트를 선보였다. 한 학생은 반도체 설계 조건을 분석하면서 성능 시험 결과까지 자동으로 반영하는 프로그램을 소개했다. 기존에는 연구자가 별도로 시험 프로그램을 실행해야 했지만 이를 AI가 연결하도록 만들었다.

김 교수는 시연을 지켜보며 "최종 결과물이 보고서로까지 나오면 좋겠다"고 조언했다. 다른 학생에게는 기업에서 사용하는 고대역폭메모리(HBM) 설계 파일을 AI가 읽고 성능 시험 프로그램까지 자동으로 실행하도록 발전시킬 것을 제안했다.

안현준 KAIST 박사과정 연구원은 AI 에이전트를 개발한 경험과 검증의 중요성을 설명했다. 연구 업무 하나를 자동화하는 데 수일에서 2주가량 걸리지만 결과를 충분히 검증하는 데는 약 3개월이 필요하다는 것이다.

안 연구원은 AI 에이전트 개발에서 코딩 실력보다 반도체 전문 지식이 더 중요하다고도 설명했다.

반도체 업계에서도 AI를 설계에 활용하는 추세다. 삼성전자 메모리 설계 담당 임원은 지난 9월 미국 반도체 설계 소프트웨어 기업 시놉시스의 발표 자료를 통해 AI 에이전트가 복잡한 메모리 개발 업무의 속도를 높이는 데 도움을 주고 있다고 밝혔다.

미국 케이던스는 지난 2월 반도체 설계 코드를 만들고 오류를 수정하는 '칩스택 AI 슈퍼 에이전트'를 공개했다. 시놉시스도 AMD, 마이크로소프트와 협력해 AI가 반도체 설계 오류를 찾아 수정하는 기술을 개발하고 있다.

김 교수 연구팀은 여러 AI 에이전트가 함께 연구 업무를 수행하는 시스템을 개발해 2027년 말까지 일부 기능을 시연하는 것을 목표로 하고 있다.

김 교수는 "HBM을 다시 AI로 설계하게 된 것"이라며 앞으로 발전에도 속도가 붙을 것으로 예상했다.