Waymo, 자체 AI 칩 공개 | TSMC 5nm로 1000TOPS 초과 NVIDIA 의존에서 탈피
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이 기사에서 알 수 있는 것:
Google의 모회사 알파벳 산하 Waymo(웨이모)는 로보택시(무인 택시) 전용 AI 칩을 자체 개발해 최신 차량에 탑재했다고 발표했습니다. 이 칩은 대만의 반도체 대기업 TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)의 5나노미터(nm) 공정으로 제조되며, 초당 1000조 회 이상의 연산 처리(TOPS)가 가능합니다.
즉, 인간의 뇌가 순간적으로 판단하는 것과 같은 복잡한 처리를 칩이 초고속으로 실행할 수 있다는 뜻입니다. 예를 들어, 카메라와 센서가 포착한 방대한 정보를 실시간으로 분석해 "이 사람은 도로를 횡단하려 하고 있다", "저 차는 급브레이크를 밟았다"와 같은 판단을 불과 수 밀리초 만에 내립니다.
Waymo의 최신 차량 'Ojai(오하이)'에는 13대의 카메라와 4개의 LiDAR(레이저 광으로 거리를 측정하는 센서), 복수의 레이더가 탑재되어 있습니다. 이 센서들은 1초 동안 방대한 양의 데이터를 생성합니다.
자체 개발 칩은 이들 센서에서 전송되는 원시 데이터를 '전처리'하는 역할을 담당합니다. 전처리란 노이즈(불필요한 정보)를 제거하거나 복수 센서의 정보를 통합하는 작업입니다. 이 전처리를 고속으로 수행함으로써 메인 AI 시스템이 보다 정확한 주행 판단을 내릴 수 있게 됩니다.
더 나아가 이 칩에는 '듀얼 칩 페일오버'라는 구조가 내장되어 있습니다. 즉, 만약 하나의 칩이 고장나더라도 다른 칩이 즉시 처리를 이어받기 때문에 안전성이 대폭 향상되었습니다.
지금까지 자율주행 업계에서는 NVIDIA(엔비디아)나 AMD(에이엠디)와 같은 기업의 범용 AI 칩이 널리 사용되어 왔습니다. 그러나 범용 칩에는 "자율주행에 불필요한 기능도 포함되어 있다"는 과제가 있었습니다.
Waymo는 자사 전용 칩을 설계함으로써 불필요한 기능을 없애고 자율주행에 필요한 처리에만 특화했습니다. 그 결과 처리 속도가 향상되었고, 향후 제조 비용 절감도 기대할 수 있습니다.
또한 NVIDIA 등 외부 기업에 대한 의존도를 낮춤으로써 공급망(부품 조달의 흐름) 리스크도 줄어듭니다. 예를 들어, 칩 부족으로 생산이 지연되는 사태를 피하기 쉬워지는 것입니다.
Waymo뿐만 아니라 자율주행 업계 전체에서 자체 칩 개발 움직임이 가속화되고 있습니다. 대표적인 예가 Tesla(테슬라)입니다. 테슬라는 AI4, AI5, AI6 등 독자적인 칩 개발을 추진하며 완전한 수직 통합(설계부터 제조까지 자사에서 관리)을 목표로 하고 있습니다.
다만, 테슬라의 'Dojo(도조)'라고 불리는 슈퍼컴퓨터 프로젝트는 2025년 8월에 해산했습니다. 그럼에도 일론 머스크는 차세대 칩 개발에 전력을 다하겠다고 밝혔습니다.
독일의 Volkswagen(VW)과 미국의 Apple(애플)도 자체 칩 개발 계획을 추진하고 있습니다. 즉, 자율주행 업계는 'NVIDIA 독주' 시대에서 각 기업이 독자 기술을 겨루는 시대로 이행하고 있는 것입니다.
Waymo의 칩은 TSMC의 'N5A'라는 자동차 전용 제조 공정으로 만들어집니다. N5A는 일반적인 5nm 공정을 자동차의 가혹한 환경(고온·진동 등)에 대응할 수 있도록 한 것입니다.
일본 자동차 메이커들도 TSMC와의 연계를 강화하고 있습니다. 예를 들어 Toyota(토요타)는 구마모토에 건설된 TSMC 공장과 협력해 차세대 차량용 반도체를 개발하고 있습니다. Waymo의 성공 사례는 일본 기업에게도 '자체 전용 칩의 가능성'을 보여주는 중요한 지표가 될 것입니다.
Waymo는 자체 칩 개발에 있어 AMD, Micron(마이크론), NVIDIA, Samsung(삼성), Sandisk(샌디스크), Socionext(소시오넥스트), TSMC 등 7개 기업과 협력했습니다.
흥미로운 점은 'NVIDIA 의존에서의 탈피'를 내세우면서도 NVIDIA를 협력 기업으로 이름을 올리고 있다는 것입니다. 이는 Waymo가 완전히 자사만으로 개발하는 것이 아니라 업계 생태계(협력 관계의 고리)를 활용하는 전략을 취하고 있음을 보여줍니다.
일본 기업인 Socionext도 협력사에 포함되어 있어, 일본의 반도체 기술이 자율주행 최전선에서 활용되고 있음을 알 수 있습니다.
이 자체 칩은 이미 Waymo의 최신 세대 차량 'Ojai'에 탑재되어 있습니다. Ojai는 중국의 전기자동차(EV) 메이커 Zeekr(지커)가 제조하며, Waymo는 해당 차량을 로보택시 차량으로 운용하고 있습니다.
즉, 이 칩은 '실험 단계'가 아니라 이미 실제 공도에서 승객을 태우는 상업 서비스에서 가동 중입니다. 이 점은 테슬라처럼 개발 중인 칩과는 크게 다릅니다.
Waymo의 자체 칩 개발은 일본의 자율주행 업계에도 영향을 미칠 것입니다. 현재 일본 자동차 메이커의 상당수는 자율주행 시스템 개발을 해외 기업과 공동으로 진행하고 있습니다. 그러나 Waymo나 테슬라처럼 자사에서 칩까지 설계할 수 있는 기업은 아직 제한적입니다.
일본 기업이 앞으로 경쟁력을 유지하기 위해서는 다음 세 가지 선택지를 고려할 수 있습니다. 첫째, 자사에서 칩 설계 능력을 확보한다. 둘째, TSMC나 일본 반도체 메이커와 연계해 전용 칩을 공동 개발한다. 셋째, 소프트웨어나 서비스 영역에서 차별화를 꾀한다.
어느 쪽이든 '범용 칩을 사다 쓰기'만 해서는 Waymo나 테슬라와 같은 선발 기업에 맞서기 어려운 시대가 다가오고 있습니다.
Waymo의 자체 ASIC 공개는 자율주행 업계에서 '칩 경쟁'의 서막을 알리는 사건입니다. 아래에 요점을 정리합니다.
앞으로 자율주행의 성능을 결정하는 것은 '어떤 칩을 사용하는가'가 아니라 '얼마나 자사의 용도에 최적화된 칩을 설계할 수 있는가'가 될 것입니다. 일본 자동차 메이커가 이 경쟁에서 어떻게 움직일지 주목됩니다.
이 기사는 AI Friends 의 크로스포스트입니다.
