[스타트업 투게더] “초저전력 구동 가능한 반도체 설계부터 공정까지” 소테리아

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현재 투자유치 단계 : 시리즈A
투자유치 목표 금액 : 50억원
투자유치 희망 시기 : 2023년 2분기

챗GPT 등 고성능 AI의 상용화로 고전력 소비에 대한 고민이 깊어지고 있다. 소테리아는 고성능 AI와 AI 클라우드의 고전력 사용을 최소화시키는 초저전력 고성능 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit, 주문형 반도체) 가속기를 개발하고 있다.

미국 조지아공대 교수 출신 김종만 대표가 이끄는 소테리아는 거대 규모의 글로벌 데이터 센터 등 특정 고객사의 구체적인 요구사항과 개발·공급 계약에 근거해 제품을 개발하고 납품하는 팹리스 회사다.

김종만 대표는 “소테리아는 발열 이슈에 대한 에이징 문제를 해결하는 배드코어 매니지먼트, 초전력 전력을 칩에 공급하고 초전압에도 구동될 수 있는 회로 설계, 라이브러리 재특성화 등 섬세한 공정 기술을 확보하고 있다”고 기술력에 대한 자신감을 보였다.

소테리아는 초전력의 백그라운드 및 최첨단 프로세스 노드 비동기 연산과 반도체 양산 등 다수의 경험을 보유한 베테랑 멤버들이 포진해 있다. 이같은 인적 자원과 기술력을 바탕으로 지난해 수출 매출 26억원을 달성했으며 오는 25년에는 5000억원의 매출이 발생할 것으로 예상하고 있다.

김종만 대표는 “대용량 대규모 AI 엔진들이 속속 만들어지면 엄청난 규모의 전력을 소비하게 된다. 이때 초전력에서 구동될 수 있는 반도체 공정에서 설계도까지 심화 기술력을 가진 소테리아의 전망은 더욱 밝을 것으로 본다”고 말했다.

그린 AI ASIC 가속기로 초저전력과 빠른 속도 지원

오늘날 산업 로드맵을 이끄는 원동력은 데이터의 폭발적 증가로, 막대한 양의 데이터는 고도화된 지능형 제품의 급증과 연관되어 있습니다. 챗GPT 등 대규모 데이터 처리와 전송에 에너지 소모와 탄소 배출량이 문제가 되고 있으며, 이에 저전력과 빠른 속도를 지원하는 고성능 ASIC 칩의 개발이 요구되고 있습니다.

당사는 새로운 NPU 아키텍처 도입, 반도체 아날로그 라이브러리 아날로그 IP 개발, 반도체 저전력 모델 개발 등으로 혁신적인 초저전력 고성능 AI 반도체를 개발하여 엑사스케일 AI Farming을 구현합니다.

당사의 Green AI ASIC 가속기는 디지털·아날로그 통합 설계, 거대 규모 병렬 처리를 위한 전원 및 입출력 회로 설계, 4nm FinFET, 3nm GAA 등 최첨단 파운드리 공정을 활용한 0.275V 의 초저전력 게이트 설계, 고집적 회로의 구성에 따른 전력 공급과 Immersion(Liquid) Cooling에 최적화된 Dependable System 등의 핵심 기술 경쟁력을 기반으로 하고 있습니다.

발열 및 에이징 등 배드코어 매니지먼트 기술력 갖춰

소테리아는 논리적, 물리적으로 공동 설계를 하는데, 설계는 더 작은 블록으로 분할되며 각 블록은 특정 기능을 나타냅니다. 워크로드 별 타일링 및 하드닝/기본 PE(프로세싱 요소)를 그룹화하고 중요 연산자(가산기, 승수 등)의 알고리즘 및 게이트 수준을 비동기화 합니다. 또한 PPAC(Power, Performance, Area, Cost) 최적화를 위한 PE 코어 강화 및 생산 공정 Library를 재특성화 합니다.

다크 실리콘 기술과 저전압IO 특허 기술을 적용합니다. 발열 및 Aging에 따른 Bad Core 및 Erroneous ASIC 부품 관련, Performance Harvesting 특허 기술을 보유하고 있습니다.

ASIC 설계부터 공정까지, 전세계 1,025억달러 시장 겨냥

소테리아가 개발, 제공하는 제품으로는 차세대 AWSIC(Application Workload Specific IC) 시스템 반도체 개발을 비롯해 삼성전자, 하이닉스 등에서 반도체 설계 경력 20년 이상의 베테랑들이 20여개 칩의 성공적인 양산 경험을 바탕으로 ESG 고려한, Liquid Cooling에 최적화한 Customer Specific Chip 수주한 있습니다. 또 국정원, 한전KPS 등에 AI SW 엔진을 공급하고 글로벌 연구 네트워크를 통한 Hyper-scale Deep Learning의 Sparse Matrix Operation 에 적합한 Green Vector Machine을 개발했습니다.

소테리아가 타깃한 시장은 ACME, Fidelity, NYDIG, Morning Star 등 글로벌 파이낸셜 데이터 센터 및 Social Media Center로 전세계 시장 규모 1,025억달러에 이릅니다. AI ASIC Farm 등 신규 반도체 밸류 체인 및 K-coprocessor 시장과 국내 금융권, 44개 정부 부처 및 산하 기관 데이터 센터, 229개 지자체, 공사, 공단 정보 보호 서버 등도 우리의 비즈니스 타깃입니다.

비즈니스 모델은 주문형 반도체 설계와 ASIC 판매

현재 소테리아의 비즈니스 모델은 주문형 반도체 설계(15%) 및 ASIC 판매(85%)로 이뤄져있습니다. 고객사로 부터 목표 제품 사양 정의와 물량 예측에 기반한 개발•공급 계약 체결, 단계별 선입금 → 동사는 파운드리/패키지 서비스 계약 체결 및 제품 설계•테스트•생산 → 고객사는 제품 검증•구매 및 데이터 센터 채용•운용; 관련하여 삼성으로부터 최첨단 공정 협력사로 승인 받았습니다.

NRE(Non-Recurring Engineering) 및 ASIC 판매: 고성능 초저전력 ASIC 칩에 대해, ACME 등 유럽 북미 고객사들로부터, CSSP(Customer Specific Standard Product) 수주.
로열티 모델: 반도체팹에서 제공하는 General Standard Cell Library를 0.3~0.27 Vref 초저전압 Recharacterziation한 IP 개발 및 Dynamic Logic, Bad Core Management 관련 신기술 IP 부분들의 사업화를 통한, IP 라이선스 매출.
기타: 제주 및 서남권의 신재생 에너지 발전 및 소테리아 다크실리콘 기술을 활용한 Small Scale Green ASIC Farming Cloud 센터 설립하여, Net-Zero AI 관련 비지니스를 확장하고 추가 수익 창출.

2025년에 빅데이터 클라우드 데이터 센터에 제품 공급 추진

소테리아가 그동안 쌓아온 성과들로는 서울시 테스트베드 실증사업 성공 판정(2021년 6월), 인천 테크노파크 실증 사업 선정 및 성공 판정(2021년 12월)을 받은 바 있습니다. 또 AI 지능형 이상 징후 대응 솔루션을 2022년 공공기관에 성공적으로 납품하였으며, 금융기관 및 지자체 등 국내 영업 확대하고, 업그레이드된 AI 서버 제품을 추가 납품 예정입니다.

올해 2월에 민간주도형 기술창업 지원 팁스(TIPS)를 성공적으로 졸업했고, 2024년 AI 가속기 칩 제품 완성 후 2025년부터 빅데이터 ASIC Cloud 데이터 센터에 제품 공급을 추진할 계획입니다.

Neurotron Algorithms 탑재하여 초병렬 Tensor Operation Chip을 파이낸스 데이터 센터(FDC)로 부터 Customer Specific Standard Product(CSSP) 수주(Artemis 과제)했고 이를 기반으로 비동기 연산 속도를 20배로 높여 이미지 분류, 객체 감지 및 질문/응답 등 다양한 분야와 산업군에 적용 가능하도록 해 Ultra Low Power로 수출 경쟁력 강화할 계획입니다.

반도체 양산 경험 풍부한 팀 구성

이같은 성과를 거둔 소테리아의 팀멤버 중 김종만 대표는 미국 조지아 공대 교수 및 인포머시브 연구소장으로 재직하며 국제학회 최우수 논문상들을 수상하는 등 독창적인 연구 실적 과 글로벌 네트워크를 통해 시장 니즈에 대한 통찰과 전략 제품 개발, 양산 품질에 대한 인프라 구축에 대한 역량을 잘 갖추고 있습니다.

김범수 개발총괄 부사장 및 북미법인장은, 서울대 컴퓨터공학과에서 학사/석사/박사 과정을 마치고, 한국학술진흥재단 주관의 신진연구자로 선정되어 미국 IBM T. J. Watson 연구소에서 교환연구원으로 일한 후, 삼성전자에 입사하여 플래시 메모리 솔루션 팀을 만들어 당시 시장점유율 4% 이하이던 삼성의 플래시 메모리 사업을 6년 만에 세계 1위, 시장점유율 50%로 성장시킨 바 있습니다.

이후 인디링스라는 SSD(Solid State Drive) 컨트롤러 회사를 창업하고 소프트뱅크 등의 투자를 받아 회사를 급속하게 성장시키던 중, 미국 고객이자 나스닥 상장사이던 OCZ Technology(이후 도시바에 인수)에 회사를 성공적으로 매각하고, 미국 본사에서 반도체 부문 사장으로 근무하였습니다. 이후 SK하이닉스의 플래시 메모리 솔루션 개발 부문 전무로 초빙되어, 공격적인 M&A와 초기 기업 투자에 관여하는 동시에, 미국 캘리포니아/콜로라도, 대만, 한국, 벨라루스 등의 개발 조직을 맡아 기업 및 클라우드용 SSD 제품을 개발하여 델, HP, 마이크로소프트, 페이스북, 아마존 등에 성공적으로 제품을 납품하여 기존 0%이던 SK 하이닉스의 SSD 시장점유율을 3년 만에 15% 이상으로 성장시키기도 했습니다.

김창현 이사는 서울대학교 전자공학과 학사/석사, 미국 미시간대학교 전자공학과 박사(뉴럴센서 전공) 학위를 취득했고, 삼성전자 메모리 사업부에서 DRAM 설계팀장, 미래기술개발 팀장, 상품기획팀장으로 근무하면서, 삼성그룹 최고의 영예인 기술대상과 자랑스런 삼성인상, 삼성펠로우, IEEE 펠로우, 한국무역협회 동탑산업훈장 등을 수상했습니다.

“AI 융합 시스템 반도체 딥테크 기업 가능성에 투자 바란다”

소테리아가 투자를 받아야 하는 이유 중 첫째는 2022년 수출 매출 26억원 달성하였으며, 유럽 데이터 센터 고객사 요청에 따라 Immersion Cooling에 최적화된 Dependable(고신인성) Ultra Low-Power Super Accelerator 개발 중으로 오는 25년부터 5000억 매출을 예상하고 있습니다.

둘째, ChatGPT 등 초거대 AI의 Matmul 등 주요 블록에 특화된 최첨단 프로세스 비동기 연산 및 발열 이슈 등 반도체 양산 경험 베테랑 멤버들로 구성돼 있습니다.

셋째, ESG Green ASIC 기술 및 PNM(Process Near Memory), Smart SSD와 시너지 큰 Vector Machine 개발로, 미래 가치 창출이 큰 사업 분야에 있으며 글로벌 협력 네트워크 확보하고 있습니다.

마지막으로 여러가지 어려움도 있었지만, 수출 및 해외 선진국 시장 개척형 AI 융합 시스템 반도체 딥테크 강소기업으로, 고객과 주주, 임직원 들의 신뢰를 바탕으로 지속 가능한 성장을 해나가고 있습니다. 저전력, 고성능의 ASIC 칩 개발 요구에 맞추어, 당사는 새로운 아키텍처 도입, 반도체 공정 개발, 반도체 저전력 모델 개발 등으로 초저전력 AI 반도체를 개발하는 혁신적인 스타트업 입니다.

당사의 Green AI 가속기 제품은, Transformer 모델 기반으로 거대 데이터 센터에서 탄소배출을 획기적으로 절감하는 ESG AI ASIC Accelerator로, 제품 개발 초기 단계에서부터 북미, 유럽 고객사들로 부터 지대한 관심을 받고 있습니다.

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