반도체 미세화 60년사, AI 병목은 GPU 아닌 CPU·메모리로 이동

생성형 AI를 지탱한 반도체 미세화 60년사, 이제 처리 속도를 좌우하는 건 GPU가 아닌 CPU와 메모리라는 분석이 나왔다.

Sun Sep 13 2026

생성형 AI 붐을 뒷받침해 온 것은 반도체 회로의 미세화 기술이다. 1960년대 집적회로(IC)가 처음 등장한 이후 회로선폭은 1만분의 1 수준까지 좁아졌고, 엔지니어들은 물리적 한계에 부딪힐 때마다 빛의 파장과 소재, 구조를 바꿔가며 이를 돌파해왔다. 일본 매체 JBpress에 따르면 전 NEC 소속 반도체 전문가 기쿠치 마사노리(菊地正典)씨는 이러한 60년의 미세화 역사를 짚으며, AI 구현이 본격화된 지금은 처리 속도를 좌우하는 핵심이 더 이상 GPU가 아니라 CPU와 메모리로 옮겨가고 있다고 설명했다.

60년간 이어진 물리의 벽 돌파

집적회로 탄생 이래 반도체 업계는 회로선폭을 줄이는 방식으로 성능을 끌어올려 왔다. 선폭이 좁아질수록 하나의 칩에 더 많은 트랜지스터를 넣을 수 있어 연산 능력이 커지기 때문이다. 하지만 미세화가 진행될수록 빛의 회절이나 소재의 물리적 특성 같은 한계에 부딪혔고, 그때마다 노광 기술의 파장을 바꾸거나 새로운 소재·구조를 도입하는 방식으로 대응해온 것이 반도체 60년사의 궤적이다.

AI 시대, 병목은 GPU에서 CPU·메모리로

미세화를 통한 성능 향상이 계속되는 가운데, 최근 AI 구현이 확산되면서 처리 속도의 결정 요인 자체가 바뀌고 있다는 지적이다. 연산 처리 능력을 높이는 데 집중해온 GPU 중심 구도에서, 데이터를 주고받는 CPU와 메모리의 성능이 오히려 전체 시스템 속도를 좌우하는 구조로 무게중심이 이동하고 있다는 것이다. 이는 반도체 미세화 경쟁의 초점이 단순 연산력에서 데이터 처리·이동 효율로 옮겨가고 있음을 보여준다.

*출처: JBpress (2026-09-13)*

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