▲ 출처=생성형 AI 이미지  © 특허뉴스

고성능·저전력 인공지능(AI) 반도체 기술이 글로벌 산업 패권 경쟁의 핵심축으로 부상한 가운데, 관련 특허 지형 역시 미국 중심 구조에서 중국 주도 체제로 빠르게 재편되고 있는 것으로 나타났다. 한국특허전략개발원이 발표한 ‘고성능·저전력 인공지능 반도체 기술 특허동향 분석(2014~2023)’에 따르면, 해당 분야 글로벌 특허출원은 2014년 2,845건에서 2023년 7,430건으로 약 2.6배 증가하며 AI 반도체가 미래 산업의 전략기술이자 국가 경쟁력 핵심 자산으로 자리 잡고 있음을 보여준다.

가장 주목되는 변화는 국가별 주도권 이동이다. 최근 10년 누적 기준 중국은 전체 특허의 46%를 차지하며 1위에 올랐고, 미국은 35%로 뒤를 이었다. 특히 과거 5년과 최근 5년 비교에서 중국 점유율은 41%에서 49%로 급증한 반면, 미국은 40%에서 32%로 하락했다. 이는 AI 반도체 분야에서도 미국 중심 기술 질서가 흔들리고 중국의 양적 공세가 본격화되고 있음을 시사한다.

다만 해외특허 비중에서는 극명한 차이가 나타났다. 중국의 해외특허 비율은 11.5%에 불과한 반면, 한국은 73.3%, 미국은 69.1%, 일본은 88.4%, 영국은 99.3%를 기록했다. 이는 중국이 자국 시장 선점형 대량 출원 전략에 집중하는 반면, 한국·미국·일본·영국은 글로벌 시장 지배력 확보를 위한 국제 권리화 전략에 보다 적극적이라는 의미다. 다시 말해 중국은 ‘규모’, 미국과 한국은 ‘글로벌 영향력’ 중심 구조다.

글로벌 주요 출원인 구도에서도 미국 빅테크의 전통적 우위가 유지되고 있다. 인텔이 8.8%로 압도적 1위를 기록했고, 퀄컴(3.0%), IBM(2.2%), 구글(1.9%), 엔비디아(1.8%), AMD(1.8%), 마이크로소프트(1.7%) 등이 뒤를 이었다. 미국은 단순 반도체 제조를 넘어 AI 플랫폼·클라우드·데이터센터까지 연결되는 통합 생태계형 특허 구조를 구축하고 있는 셈이다.

한국은 국가 점유율 7%로 글로벌 3위권을 유지했지만, 구조는 ‘삼성전자 초집중형’이다. 국내 출원인 비중에서 삼성전자가 51.6%로 절대적 우위를 보였고, SK하이닉스(5.4%), 한국전자통신연구원(4.1%), 서울대(2.8%)·KAIST(2.8%) 등이 뒤를 이었다. 이는 한국이 메모리·반도체 제조 강국 위상을 유지하고 있으나, 미국처럼 다층적 플랫폼 기업군이나 중국식 대규모 다수 기업 구조와는 다른 ‘대기업 중심 집중형 생태계’임을 보여준다.

최근 정책 변수로는 리벨리온이 부상한다. 정부와 민간이 국민성장펀드를 통해 리벨리온에 총 6천억 원 규모 투자를 결정하면서, 국내 AI 팹리스 생태계 확대와 이른바 ‘K-엔비디아 육성 프로젝트’가 본격화됐다. 이는 삼성 중심 하드웨어 구조를 넘어, 시스템 반도체·NPU·AI 연산 최적화 분야에서 한국형 차세대 주자를 육성하려는 전략으로 해석된다. 리벨리온의 Rebel100 양산 계획은 한국 AI 반도체 산업이 단순 제조를 넘어 설계·플랫폼 경쟁으로 확장될 가능성을 보여준다.

기술적으로도 경쟁 축은 명확하다. 고성능·저전력 AI 반도체는 단순 연산속도 경쟁이 아니라 전력 효율, 데이터센터 비용 절감, 엣지 AI, 자율주행, 로보틱스, 국방 AI 등 전 산업 확장성과 직결된다. 결국 ‘더 빠른 AI’보다 ‘더 적은 전력으로 더 강한 AI’를 구현하는 기술이 미래 반도체 패권을 좌우할 가능성이 크다.

이번 동향 분석이 한국 산업계에 주는 메시지는 분명하다. 중국의 대규모 출원 확대, 미국의 플랫폼 지배력, 그리고 한국의 제조 경쟁력 사이에서 한국이 지속 우위를 확보하려면 삼성·SK 중심 제조 우위를 넘어 AI 설계, 팹리스, 소프트웨어, IP 포트폴리오를 통합한 전략 전환이 필요하다. 단순 칩 생산만으로는 지속성이 부족하며, 글로벌 특허·표준·생태계 주도권 확보가 병행돼야 한다.

결국 고성능·저전력 AI 반도체 경쟁은 단순 기술 경쟁이 아니라 ‘특허+시장+플랫폼’이 결합된 산업 패권 전쟁이다. 중국은 규모로, 미국은 생태계로, 한국은 제조와 선택적 글로벌화로 맞서고 있다. 이제 AI 반도체 경쟁의 핵심은 누가 더 많은 칩을 만드는가가 아니라, 누가 더 효율적이고 더 전략적인 지식재산 구조로 미래 산업을 지배하느냐에 달려 있다.