경상북도

최근 글로벌 에너지 전환과 전기차 시장 확대, 재생에너지 확산에 따라 고효율 전력 관리 기술의 중요성이 커지고 있다. 이러한 변화 속에서 고온·고전압 환경에서도 성능을 유지할 수 있는 차세대 전력반도체(Next-Generation Power Semiconductor) 가 산업 전반의 혁신을 이끌 핵심 기술로 부상하고 있다.

전력반도체(Power Semiconductor)는 직류와 교류의 변환, 전력 분배, 전력 제어를 수행하는 반도체로, ‘파워 반도체’라고도 불린다. 주로 다이오드, 트랜지스터, IGBT, MOSFET 등의 소자에 사용되며, 고전력·고효율 제어를 위한 필수 부품이다. 본 보고서는 실리콘(Si), 실리콘카바이드(SiC), 갈륨나이트라이드(GaN) 등 차세대 전력반도체의 기술 특성과 시장 규모, 주요국 정책, 글로벌 기업 경쟁 현황을 종합 분석하고, 향후 국내 산업이 나아가야 할 전략적 방향을 제시한다.

현재 시장의 90% 이상을 차지하는 실리콘(Si) 기반 소자는 저비용의 장점을 가지고 있으나, 고온·고전압 환경에서는 한계가 존재한다. 이에 따라 실리콘카바이드(SiC) 와 갈륨나이트라이드(GaN) 기반의 차세대 전력반도체가 뛰어난 물리적 특성으로 주목받고 있다. 두 소재는 기존 실리콘 대비 10~20배 높은 효율과 내열성을 보유하고 있어 전기차, 신재생에너지 발전, 인버터 등에서 활용도가 급증하고 있다. 글로벌 차세대 전력반도체 시장 규모도 2022년 12.7억 달러에서 연평균 25.7% 성장해 2027년에는 39.7억 달러에 이를 것으로 전망된다. 국내 시장 또한 같은 성장률로 4,500만 달러에서 1억 4,100만 달러 규모로 확대될 것으로 예상된다.

주요국들은 차세대 전력반도체를 전략산업으로 지정하고 대규모 R&D와 정책 지원을 강화하고 있다. 미국은 PowerAmerica 프로그램을 통해 SiC·GaN 연구를 집중 지원하고 있으며, 일본은 ‘차세대 파워일렉트로닉스 프로젝트’ 에 110억 엔을 투자했다. 유럽은 SPEED 프로젝트를 추진 중이며, 중국은 제14차 5개년 계획을 통해 화합물 반도체를 국가 첨단기술 분야로 지정했다. 한국 역시 2022년부터 전력반도체를 국가전략기술로 포함해 830억 원 규모의 상용화 사업을 추진 중이며, 6인치 SiC 웨이퍼 인프라를 구축하고 2025년까지 1,384억 원 규모의 고도화 기술개발 사업을 계획하고 있다.

차세대 전력반도체는 고온·고전압·고주파 환경에서도 높은 효율을 유지할 수 있어 전기차, 재생에너지, 스마트시티 인프라 등에서 핵심 부품으로 부상하고 있다. 향후 기술경쟁력 확보를 위해서는 ▲국내 웨이퍼·에피택시 기술의 고도화 ▲수직계열화를 통한 산업 밸류체인 강화 ▲국제표준 선점 및 특허 확보 ▲정부–민간 협력 거버넌스 구축이 필요할 것으로 전망된다.

경상북도 구미는 반도체·전자부품·전력기기 분야의 우수한 산업 기반이 구축되어 있어 차세대 전력반도체 산업과의 연계성이 높다. 특히 구미국가산단은 스마트그린산단과 전력반도체 부품 국산화 사업이 추진 중이며, 인근 경북테크노파크와 구미전자정보기술원을 중심으로 SiC 웨이퍼 가공, 전력 모듈 설계, 소부장(소재·부품·장비) 국산화 기술 실증 등 협력 생태계가 조성되고 있다. 향후 경상북도는 고효율 에너지산업과 연계한 전력반도체 산업 확장을 위해 ▲지역 중소기업의 기술역량 강화 ▲소부장 국산화 지원 ▲R&D 실증 및 전문인력 양성 등을 지속적으로 추진함으로써 국가 전력반도체 산업의 핵심 거점으로 도약할 수 있을 것으로 기대된다.

최근 인공지능(AI)이 국가 전략기술로 부상하면서, 각국은 자국의 데이터와 인프라를 통제 가능한 범위 내에서 활용하고 주권적 기술역량을 확보하기 위한 ‘소버린 AI(Sovereign AI)’ 전략을 강화하고 있다. 특히 초거대 모델, 데이터, 컴퓨팅 자원의 집중 현상이 심화되면서 AI 주권 확보는 기술 경쟁을 넘어 산업과 안보의 핵심 요소로 인식되고 있다. 본 보고서는 소버린 AI의 개념을 정의하고, 주요국의 AI 추진 체계와 국가 전략을 비교하여 공통된 성공 요건과 정책적 시사점을 제시한다.

소버린 AI란 국가가 자국의 기술·인프라·데이터를 기반으로 독립적인 AI 개발 및 활용 역량을 보유한 자주적 AI 생태계를 의미한다. 최근 AI의 빠른 확산과 AI 인프라 의존도 증가로 인해 기술 종속 리스크가 심화되고, 데이터 및 기술 통제력 상실에 대한 국가적 우려가 확대되면서 소버린 AI 실현에 대한 관심이 높아지고 있다.

미국은 민간의 기술력과 정부의 제도적 지원을 결합해 소버린 AI 생태계를 강화하고 있다. 오픈AI, 구글, 메타 등 글로벌 기업들은 초거대 AI 모델을 중심으로 글로벌 시장에서 영향력을 확대하고 있으며, 정부는 AI 경쟁력 우위를 유지하기 위해 ‘AI 실행계획(AI Implementation Plan)’을 수립하고, 국가과학재단(NSF)을 중심으로 연구개발과 인재양성 프로그램을 운영하며 미국 중심의 AI 질서 확립에 주력하고 있다.

중국은 완전한 기술 자립을 목표로 오픈소스 생태계 기반의 AI 모델 역량 강화를 추진하고 있다. 정부와 빅테크 기업이 협력하여 고효율·저비용 AI 모델 개발을 통해 기술개발 패러다임의 변화를 주도하고 있으며, 대규모 컴퓨팅 네트워크 구축과 AI 반도체 역량 강화를 위한 전용 기금 조성 등 ‘AI 인프라 확보 정책’을 병행하고 있다.

유럽연합(EU)은 ‘AI 규제법(AI Act)’을 중심으로 신뢰성과 윤리성을 갖춘 AI 생태계를 조성하고, ‘미스트랄(Mistral)’과 같은 유럽형 개방형 모델을 통해 기술 자립을 추진하고 있다. 싱가포르와 아랍에미리트(UAE)는 글로벌 기술기업과의 협력 중심 전략을 채택하여, 동남아 맞춤형 AI 모델 및 아랍어 특화 대형 언어모델 개발을 추진 중이다.

정책적 시사점으로는 소버린 AI 정책의 핵심을 ‘인프라–데이터–모델–인력–거버넌스’의 정합적 추진으로 제시하고 있다. 특히 공공부문을 AI 리드마켓(Lead Market)으로 활용하여 도메인 특화 모델의 실증과 상용화를 촉진하고, 공공조달 및 평가체계를 통해 민간 확산을 유도할 필요성을 강조하였다. 또한 AI 컴퓨팅 인프라 확충, 데이터 거버넌스 정비, AI 안전성 검증 및 표준화 체계 구축, 핵심 인재 확보를 병행해야 할 필요성이 제시된다.

경상북도는 AI 산업의 인프라와 실증 기반 확대를 통해 한국형 소버린AI 인프라의 한 축으로 성장할 가능성이 전망된다. 경북 예천에 건립 중인 KT 경북 클라우드 데이터센터는 AI 연산과 데이터 저장을 지원할 수 있는 인프라로 향후 공공·산업 데이터 활용성이 높을 것으로 예상된다. 또한 최근 동남권 AIDC로 경북 포항이 명시되는 등 인프라 마련 가능성이 높아질 것으로 보인다. 한편으로 구축된 데이터센터 인프라를 활용할 수 있는 경북형 AI서비스 구현, AI 우수 활용사례 발굴 등의 AI 활용 확대가 필요할 것으로 전망된다.

최근 인공지능(AI)은 농업 분야에서도 생산성 제고, 기후위기 대응, 노동력 부족 해소를 위한 핵심 기술로 주목받고 있다. 데이터 기반 정밀농업, 자율주행 농기계, 스마트팜 운영 등 다양한 응용이 가능해지면서 AI와 농업의 결합은 국가 식량안보와 지속가능한 농업 실현을 위한 중요한 전략 과제로 부상하고 있다. 본 보고서는 농업 분야에서 AI 활용의 필요성과 잠재력을 분석하고, 정부 차원의 R&D 지원 전략과 정책적 시사점을 제시한다.

AI 농업기술은 빅데이터, 센서, 로봇 등과 융합되어 농업 전 주기의 혁신을 가능하게 한다. 드론·위성영상 기반 생육 모니터링, AI 모델을 통한 병해충 예측 및 방제, 자율주행 농기계와 수확 로봇이 대표적인 사례다. 이러한 기술은 생산 효율을 높이는 동시에 물·비료·농약 사용을 최소화하여 환경 친화적 농업으로의 전환을 지원한다.

세계적으로 농업 AI 시장은 급성장하고 있다. 미국은 대규모 데이터 수집과 플랫폼 기반 정밀농업을, 유럽은 환경 규제에 부합하는 지속가능 농업기술에 대한 투자를 확대하고 있다. 일본은 인구 고령화와 노동력 부족 문제 해결을 위해 로봇 수확기와 자율주행 트랙터 도입을 적극 추진 중이다.

국내에서는 스마트팜 확산 정책을 통해 ICT 기반 농업 자동화가 확대되었으나, 농업 데이터 부족과 AI 알고리즘의 현장 적용성 한계가 여전히 과제로 남아 있다. 정부는 이를 해결하기 위해 농업 전용 데이터 구축, 민관 협력형 R&D, 실증단지 조성을 통한 기술 검증 및 확산을 추진하고 있다.

AI 기반 농업은 국가 식량안보 강화, 농업 경쟁력 제고, 기후위기 대응의 핵심 해법으로서 전략적 가치가 크다. 그러나 데이터 표준화, 현장 실증 확대, 제도 개선, 농민 수용성 제고가 병행되어야 한다. 이를 위해 ▲농업 데이터 공유체계 확립 ▲AI 실증단지 확산 ▲민간기업 참여 확대 ▲농민 교육 및 전문인력 양성 등이 종합적으로 추진될 필요가 있다.

경상북도는 스마트농업 확산의 거점으로서 상주 스마트팜 혁신밸리와 안동 사과 스마트농업 표준모델 종합실증 사업을 추진하며 AI 농업기술 실증을 확대하고 있다. 향후 경북은 이러한 ICT 역량과 농업 현장을 연계하여 ▲AI 병해충 예측 시스템 ▲자율주행 농기계 실증 ▲데이터 기반 농업 컨설팅 등을 선도적으로 적용함으로써 스마트농업 클러스터로서의 경쟁력을 한층 강화할 수 있을 것으로 전망된다.