중국, 5nm 뉴로모픽 칩으로 '뇌 모방' AI 추격…미국 아성 위협

중국이 '뇌 모방'으로 불리는 뉴로모픽 인공지능(AI) 분야에서 세계 최초 5나노미터(nm) 공정 칩을 공개하는 등 무서운 속도로 미국을 추격하고 있다.

28일 중국 바이오 전문매체 바이오밸리(bioon)에 따르면, 중국은 뉴로모픽 컴퓨팅 분야에서 정부의 전폭적인 지원과 산학연 협력을 통해 미국이 주도하는 시장의 판도를 위협하는 핵심 플레이어로 부상했다.

뉴로모픽 컴퓨팅은 기존 폰 노이만 구조의 컴퓨터가 직면한 '전력 장벽'과 '메모리 장벽'의 한계를 극복할 대안으로 꼽힌다. 약 20와트(W)의 저전력으로 복잡한 인지 활동을 수행하는 인간의 뇌 신경 구조와 정보 처리 방식을 모방해 연산 효율을 극대화하는 기술이다.

중국의 기술 발전은 특히 기초 연구와 제품 개발에서 두드러진다. 칭화대학교 연구팀은 스파이킹 신경망(SNN)과 인공 신경망(ANN)을 모두 지원하는 세계 최초의 이종 융합 뉴로모픽 칩 '톈지신(天机芯)'을 개발해 학술지 '네이처' 표지 논문으로 게재했다. 2025년 2월에는 링시테크놀로지가 세계 최초의 5nm 공정 뉴로모픽 칩 '뉴매트릭스 NM5'를 발표하며 최선단 공정 기술력을 입증했다.

산업 생태계 구축에도 속도를 내고 있다. 상하이는 중국 최초의 '뉴로모픽 지능 미래산업 집적지'를 조성, 2026년 5월 기준 34개의 핵심 기업과 100여개의 협력사가 모여 100억 위안(약 1조8800억원)이 넘는 기업 가치를 창출했다. 상하이시는 칩 제작과 컴퓨팅 자원 사용에 보조금을 지급하는 '2.0 정책'을 발표하며 기업 지원을 강화하고 있다.

글로벌 시장조사기관 존 페디 리서치에 따르면, 뉴로모픽 칩 하드웨어 시장은 2025년 최대 3억4000만달러(약 4896억원)에서 연평균 50% 이상 성장해 2034년에는 41억달러(약 5조9040억원)에 이를 전망이다. 현재 인텔이 15% 이상의 점유율로 시장을 주도하고 있으며, IBM, 브레인칩 등이 그 뒤를 잇고 있다.

뉴로모픽 기술의 상용화가 가장 기대되는 분야는 의료·헬스케어다. 초저전력, 실시간 반응 특성을 활용해 뇌·컴퓨터 인터페이스(BCI), 신경 보조 장치, 웨어러블 건강 모니터링 기기 등에 적용되고 있다. 중국 연구팀이 개발한 무선 완전 이식형 BCI 시스템 '베이나오-1'은 척수 손상, 뇌졸중 환자의 재활에 사용돼 보조기구를 통한 보행 능력 회복을 도왔다.

또한 파킨슨병, 뇌전증 환자 치료를 위한 차세대 뇌심부자극술(DBS)에도 뉴로모픽 칩이 활용된다. 환자의 뇌 신호를 실시간으로 분석해 자극을 최적화함으로써 치료 정밀도를 높인다. 이외에도 수개월간 지속 작동하는 초소형 웨어러블 기기를 통해 심전도 이상, 수면 상태 등을 정밀하게 모니터링하는 기술도 개발 중이다.

업계는 향후 5년 내 수천억개 뉴런 규모의 초거대 뉴로모픽 시스템이 등장하고, 의료·산업 현장에 특화된 맞춤형 칩이 보급될 것으로 전망한다. 다만, 기술이 발전함에 따라 데이터 프라이버시, 신경 데이터 보안 등 윤리적 문제에 대한 사회적 논의와 규제 체계 마련이 중요한 과제로 남았다.