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🔍 왜 지금 ‘온디바이스 AI & 뉴로모픽’인가?
HBM → CXL → 그 다음은 뭔가? 반도체 테마의 진화는 멈추지 않는다. 2026년 시장이 주목하는 차세대 반도체 키워드는 단연 ‘온디바이스 AI’ 와 ‘뉴로모픽(Neuromorphic)’ 이다.
온디바이스 AI란 클라우드 서버를 거치지 않고 스마트폰·PC·자동차·로봇 등 기기 자체에서 AI 연산을 직접 처리하는 기술이다. 개인정보 보호, 응답 속도, 네트워크 의존 탈피라는 세 가지 장점이 동시에 실현된다. CES 2026의 핵심 키워드가 ‘피지컬 AI’였을 만큼 이 흐름은 이미 현실화됐다.
뉴로모픽 반도체는 인간의 뇌 신경망 구조를 모방한 3세대 AI 반도체다. 기존 GPU·NPU 방식은 연산 시 막대한 전력을 소비하지만, 뉴로모픽은 필요한 순간에만 신호를 주고받는 뇌의 스파이킹 방식을 채택해 전력 소비를 획기적으로 줄인다. 글로벌 뉴로모픽 AI 반도체 시장은 2026년 1억4,162만 달러에서 2035년 30억 달러 규모로 연평균 80.7% 성장할 것으로 전망된다.
▶ ZDNet: 자람테크놀로지, AGI 뉴로모픽 반도체 개발 2차 과제 착수 ▶ 이코리아: 차세대 AI 반도체 ‘뉴로모픽’ 반도체 개발, 어디까지 왔나
| 온디바이스 AI / 뉴로모픽 핵심 성장 동력 | 내용 |
|---|---|
| 글로벌 뉴로모픽 시장 성장 | 2026~2035년 연평균 80.7% 성장 전망 |
| AI PC 출하 폭증 | 2027년까지 1억6,700만 대 출하 예상 (Omdia) |
| 데이터센터 전력 문제 | 2027년 데이터센터 1,000TWh 전력 소비 → 저전력 AI칩 필수 |
| 피지컬 AI 확산 | 로봇·자율주행·웨어러블 모두 온디바이스 AI 탑재 가속화 |
| 국가 R&D 지원 | 과기정통부·산업부 주도 K-뉴로모픽 반도체 개발 국책과제 진행 중 |
🏆 온디바이스 AI·뉴로모픽 관련주 대장주 TOP 5 — 종목별 심층 분석
🥇 1위. 자람테크놀로지 | 국내 유일 RISC-V 기반 뉴로모픽 프로세서 개발사
✔ 분야: 시스템반도체 설계 / RISC-V 기반 AI 칩 | ✔ 테마 포함 근거: 뉴로모픽 온디바이스 학습형 프로세서 개발
왜 뉴로모픽·온디바이스 AI 대장주인가?
자람테크놀로지는 국내 유일하게 RISC-V 아키텍처 기반의 온디바이스 학습지원 뉴로모픽 프로세서를 직접 개발하는 시스템반도체 설계 기업이다. 단순한 AI 추론(Inference)에 그치는 기존 NPU와 달리, 자람테크놀로지의 칩은 기기 내부에서 자체 학습까지 수행할 수 있도록 설계된다는 점이 핵심 차별점이다.
한국전자기술연구원(KETI) 주관 ‘AGI(인공일반지능)를 위한 뉴로모픽 알고리즘 및 반도체 핵심 원천기술 개발’ 국책과제의 2차 핵심 연구기관으로 선정됐으며, 글로벌 AI 기업 뉴멘타(Numenta), 고려대학교와의 협력으로 진행된다. 연구개발비는 총 64억4,000만 원 중 정부지원금 60억 원으로 구성된다.
2026년의 핵심 모멘텀은 두 가지다. 첫째, RISC-V 기반 뉴로모픽 프로세서의 2026년 하반기 샘플칩 제작 개시. 이후 양산 단계 진입 시 실제 매출이 발생하는 구조다. 둘째, 유럽 글로벌 고객사와의 XGSPON ASIC 2차 계약 체결이다. 1차 프로젝트(165억 원)의 성공적 개발 종료를 기반으로 체결된 이번 2차 계약은 1차 양산 매출 발생 기대감과 맞물려 주가 모멘텀이 된다.
▶ 이투데이: 자람테크놀로지, RISC-V 기반 엣지 AI 반도체 성능 고도화…내년 샘플칩 출격 ▶ ZDNet: 자람테크놀로지, AGI 뉴로모픽 반도체 개발 2차 과제 착수 ▶ 머니S: 자람테크놀로지, 韓 연구진 뉴로모픽 기반 AI 반도체 세계 첫 개발에 강세
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 테마 포함 근거 | RISC-V 기반 온디바이스 학습지원 뉴로모픽 프로세서 직접 개발 |
| 국책과제 | AGI 뉴로모픽 반도체 국책과제 핵심 연구기관 (정부지원금 60억 원) |
| 기술 파트너 | 글로벌 AI 기업 뉴멘타(Numenta) + 고려대 + KETI |
| 2026 핵심 이벤트 | 하반기 샘플칩 제작 개시 + XGSPON ASIC 1차 양산 매출 발생 |
| 투자 리스크 | 샘플칩→양산까지 추가 시간 필요, 실제 매출 발생까지 불확실성 존재 |
📌 핵심 포인트: 뉴로모픽이라는 키워드가 시장에서 재조명될 때마다 가장 먼저 반응하는 국내 유일의 순수 뉴로모픽 프로세서 개발사. 국책과제 진행 중으로 기술 개발 방향성이 정부 인증을 받은 상태.
🥈 2위. 오픈엣지테크놀로지 (394280) | 온디바이스 AI 필수 반도체 IP 플랫폼, NPU·메모리 IP 공급
✔ 시장: 코스닥 | ✔ 분야: 반도체 설계자산(IP) 플랫폼 | ✔ 설립: 2017년
왜 온디바이스 AI 테마에 포함되는가?
오픈엣지테크놀로지는 AI 엣지 컴퓨팅 구현에 필수적인 반도체 설계자산(IP)을 개발·공급하는 국내 대표 IP 플랫폼 기업이다. 반도체 IP는 ‘칩 설계의 핵심 기능 블록 설계도’로, 반도체 칩을 만들 때 반드시 사용해야 하는 핵심 소프트웨어 자산이다. 삼성전자·SK하이닉스·마이크론 등 글로벌 Top-tier 30개 이상 고객사를 확보했으며 2025년 말 기준 누적 라이선스 계약 71건을 기록했다.
온디바이스 AI 구현의 핵심은 ‘저전력으로 빠른 메모리 접근 속도’를 확보하는 것이다. 오픈엣지테크놀로지가 공급하는 LPDDR5X 메모리 컨트롤러·PHY IP는 온디바이스 AI를 구현하는 모든 팹리스 기업이 반드시 필요로 하는 핵심 IP다. 삼성전자 5나노, TSMC 6·7·12·16나노 공정용 IP를 이미 개발 완료한 상태이며, 4나노 공정 LPDDR6용 IP 개발도 진행 중이다.
2026년 핵심 모멘텀은 차량용·방산용 NPU IP 공급 성과 가시화다. 2025년 일본 르네사스(Renesas) 차세대 MPU 플랫폼에 메모리 서브시스템 IP 채택이 공식화됐고, ISO 26262 차량 기능 안전 인증도 확보했다. 한국투자증권은 2026년 중 차량용·방산용 NPU, ASIC 부문에서 유의미한 성과가 가능할 것으로 전망했다.
▶ 더벨: 오픈엣지테크놀로지 “고성능 AI 반도체 IP 적극 대응” ▶ 데일리인베스트: 오픈엣지테크놀로지, AI반도체 프로젝트로 주가 상향각 이어갈까
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 종목코드 | 394280 (코스닥) |
| 테마 포함 근거 | 온디바이스 AI 필수 LPDDR5X 메모리 IP + NPU IP 개발·공급 |
| 핵심 IP 포트폴리오 | LPDDR5X 메모리 컨트롤러·PHY IP, NPU IP, UCIe 칩렛 IP |
| 주요 고객사 | 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등 글로벌 Top-tier 30개+ |
| 2026 핵심 이벤트 | 르네사스 MPU 플랫폼 채택 → 차량용 NPU·ASIC 수주 가시화 |
| 투자 리스크 | 현재 영업손실 지속, IP 제공 딜레이 리스크 |
📌 핵심 포인트: 직접 칩을 만들지 않고 설계 IP를 파는 모델이라 온디바이스 AI 시장이 커지면 자동으로 라이선스·로열티 수익이 증가하는 구조. 온디바이스 AI 기기가 늘어날수록 오픈엣지 IP 사용 건수도 비례 증가.
🥉 3위. 가온칩스 (399720) | 국내 AI 반도체 디자인하우스 대장, 삼성 파운드리 최선단 공정 전문
✔ 시장: 코스닥 | ✔ 분야: AI 반도체 디자인하우스 (ASIC 설계 대행) | ✔ 핵심 포지션: ARM 디자인 파트너(AADP) 베스트 어워드 수상
왜 온디바이스 AI 테마에 포함되는가?
가온칩스는 국내 AI 반도체 디자인하우스(Design House)의 절대 대장이다. 디자인하우스란 팹리스가 설계한 칩을 삼성전자·TSMC 등 파운드리가 요구하는 공정에 맞게 최적화된 후반 설계(Back-end Design)를 대행해 주는 기업이다. 빅테크·AI 스타트업들이 자체 AI 칩을 설계하고 싶어도 파운드리 공정에 맞춘 전문적 후반 설계는 불가능한 경우가 많아, 가온칩스 같은 디자인하우스의 역할이 커진다.
온디바이스 AI 테마에 포함되는 핵심 이유는 AI 칩 설계 수요의 폭발적 증가가 디자인하우스 수주로 직결되기 때문이다. NPU 기반 온디바이스 AI 칩, 자율주행용 AI SoC, AI 가속기 ASIC 등 다양한 고부가가치 칩 설계가 급증하면서 가온칩스의 수주잔고가 쌓이고 있다. 세계 최초로 2나노 공정 ASIC 수주를 확보한 글로벌 디자인하우스이기도 하다.
KB증권은 2025~2026년 가온칩스의 연평균 이익 성장률을 **98.2%**로 전망하며 국내외 기업 대비 월등한 성장세를 예상했다. ARM과의 파트너십으로 ARM Design Partner(AADP) 베스트 디자인 파트너상을 수상했으며, 삼성전자 파운드리 생태계 강화를 위한 핵심 협력사로 선정됐다.
▶ 아시아경제: 가온칩스, AI 반도체 시대 이끌 ‘대장’…한계 없는 성장 입증 ▶ 씽크풀: 가온칩스, 국내 디자인하우스 가운데 대장으로 높은 밸류에이션 타당
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 종목코드 | 399720 (코스닥) |
| 테마 포함 근거 | AI 반도체 ASIC 후반 설계 수요 폭증 → 디자인하우스 수주 직결 |
| 핵심 경쟁력 | 삼성 파운드리 선단공정 설계 + 세계 최초 2나노 ASIC 수주 |
| 파트너십 | ARM AADP 베스트 어워드 + 삼성전자 파운드리 핵심 협력사 |
| 2026 실적 전망 | KB증권: 2025~2026년 연평균 이익 성장률 98.2% |
| 투자 리스크 | AI 칩 개발 경기 급변 시 수주 불확실성, 높은 밸류에이션 부담 |
📌 핵심 포인트: AI 칩을 직접 만들 역량이 없는 수많은 기업들의 ‘설계 파트너’로서, AI 칩 수요 증가의 수혜를 받는 B2B 구조. 온디바이스 AI·뉴로모픽 칩 수요가 늘수록 설계 대행 수주도 비례 증가.
4위. 제주반도체 (080220) | 퀄컴·미디어텍 인증 LPDDR 국내 유일 기업, 온디바이스 AI 필수 메모리
✔ 시장: 코스닥 | ✔ 분야: 저전력 메모리 반도체(LPDDR) 팹리스 | ✔ 설립: 2000년
왜 온디바이스 AI 테마에 포함되는가?
제주반도체의 온디바이스 AI 테마 편입 이유는 단순하고 명확하다. 온디바이스 AI는 기술적으로 LPDDR 없이는 구현이 불가능하다. LPDDR(Low Power Double Data Rate)은 배터리 기기에서 전력 소모를 최소화하면서도 높은 메모리 대역폭을 제공하는 필수 규격이다. AI 스마트폰, AI 가전, 로봇, 웨어러블, 자율주행 모두 LPDDR을 탑재한다.
제주반도체는 미국 퀄컴과 대만 미디어텍으로부터 동시에 LPDDR 인증을 받은 국내 유일 기업이다. 글로벌 메모리 기업 마이크론과 함께 두 회사의 품질 인증을 모두 보유한 것은 전 세계에서도 손에 꼽힌다. 삼성전자·SK하이닉스 등 대형 메모리 3사가 고성능·대용량 메모리에 집중할 때, 제주반도체는 저전력·저용량·고신뢰성 LPDDR 틈새 시장을 집중 공략해 독보적 포지션을 확보했다.
2025년 상반기 별도 매출 980억 원(전년 대비 +15%)을 기록하며 회복세에 접어들었다. 미국 관세 영향으로 인한 선수요와 글로벌 공급사들의 LPDDR4X 생산 감축이 맞물려 가격경쟁력 우위가 확보된 상황이다. CES 2026에서 피지컬 AI가 화두로 부상하며 로봇용 온디바이스 AI 칩에 대한 수요 기대감이 제주반도체 주가를 끌어올렸다.
▶ 아이뉴스24: 제주반도체, 온디바이스 AI ‘LPDDR’ 숨은 진주 ▶ 뉴스핌: 제주반도체 ‘LPDDR4X’ 연내 출시…기술 개발 80% 완료 ▶ 와이드경제: CES 2026 핵심은 피지컬AI…제주반도체 온디바이스AI 수혜주로 급등 ▶ 데일리한국: AI 기대감 타고 최고가…기관 러브콜 쇄도하는 제주반도체
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 종목코드 | 080220 (코스닥) |
| 테마 포함 근거 | 온디바이스 AI 필수 부품인 LPDDR 국내 유일 퀄컴·미디어텍 동시 인증 |
| LPDDR 매출 비중 | 전체 매출의 70% 차지 (주력 제품) |
| 고객 다양화 | 모바일·IoT·자동차·웨어러블·AI 로봇 분야 모두 납품 중 |
| 2026 성장 전략 | LPDDR4X 자체 설계 완료 + LPDDR5 기술 확보 + 차량용 시장 확대 |
| 부가 사업 | 동행복권 최대 주주(49.4%) → 안정적 현금흐름 확보 |
📌 핵심 포인트: 온디바이스 AI 기기가 1대 팔릴 때마다 LPDDR도 함께 탑재되는 구조. 대형 메모리사가 진입하지 않는 틈새 저전력 시장을 독점하는 진입 장벽 높은 팹리스.
5위. 에이직랜드 | 국내 유일 TSMC VCA 파트너 + 뉴로모픽 AI 칩 설계 수행
✔ 시장: 코스닥 | ✔ 분야: ASIC 디자인 솔루션(디자인하우스) / TSMC VCA | ✔ 설립: 2016년
왜 온디바이스 AI·뉴로모픽 테마에 포함되는가?
에이직랜드는 국내 유일의 TSMC VCA(Value Chain Alliance) 파트너다. VCA는 TSMC가 공식 인증한 설계 협력사로, 파운드리 생산 계획·가격 협상에서 우선권을 갖는다. TSMC가 지배적인 선단 공정 시장에서 에이직랜드의 VCA 지위는 사실상 국내 팹리스 기업들의 TSMC 공정 진입의 문지기 역할을 의미한다.
온디바이스 AI·뉴로모픽 테마에서 에이직랜드의 결정적 편입 이유는 2026년 2월, 세계 최초로 뉴로모픽 프로세서를 상용화한 글로벌 기업 브레인칩(BrainChip)과 신규 반도체 설계 계약 체결이다. 브레인칩의 2세대 뉴로모픽 AI 프로세서 ‘AKD2500’ 개발을 에이직랜드가 ASIC 설계부터 웨이퍼 패키징·테스트까지 종합 설계 서비스로 수행한다. 이번 계약으로 에이직랜드는 기존 NPU 설계에서 뉴로모픽 AI 반도체까지 포트폴리오를 확장했다.
2026년 1월에는 254억 원 규모 스토리지 컨트롤러 양산 계약을 체결하며 2026년 첫 번째 양산 레퍼런스를 확보했다. 2·3·5나노급 선단 공정, CoWoS 패키징 기술을 보유하고 있으며 대만 R&D 센터를 통해 글로벌 고객사 공략을 가속화 중이다.
▶ 이투데이: 에이직랜드, 국내 유일 TSMC VCA…브레인칩과 뉴로모픽 AI 프로젝트 수주 ▶ 뉴스핌: 에이직랜드, 254억원 스토리지 컨트롤러 양산 계약 ▶ 중앙이코노미뉴스: 에이직랜드, 2025 TSMC OIP 생태계 포럼 참가…2년 연속 ▶ 중앙이코노미뉴스: 에이직랜드, 대구시와 국산 AI 반도체 실증·상용화 협력
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 핵심 지위 | 국내 유일 TSMC VCA(가치사슬협력자) — TSMC 공정 진입 우선권 보유 |
| 뉴로모픽 계약 | 브레인칩 AKD2500 뉴로모픽 AI 프로세서 ASIC 설계 수주 (2026년 2월) |
| 2026 양산 계약 | 254억 원 스토리지 컨트롤러 양산 — 2026년 첫 양산 레퍼런스 확보 |
| 기술 범위 | 2·3·5나노 선단공정 + CoWoS 패키징 + 칩렛 + ARM·오픈엣지 파트너 |
| 투자 리스크 | 소규모 디자인하우스로 대형 수주 변동성 높음, 분기 손익 변동 큼 |
📌 핵심 포인트: TSMC 공정을 쓰고 싶은 국내 팹리스의 필수 파트너. 뉴로모픽 AI칩 글로벌 상용화 1호 기업인 브레인칩과의 설계 계약은 에이직랜드의 뉴로모픽 기술 포트폴리오를 공식화한 중요한 이정표.
📊 온디바이스 AI·뉴로모픽 관련주 TOP 5 종합 비교표
| 순위 | 종목명 | 밸류체인 역할 | 온디바이스 AI·뉴로모픽 핵심 편입 근거 | 2026 핵심 이벤트 |
|---|---|---|---|---|
| 1위 | 자람테크놀로지 | 뉴로모픽 칩 개발 | RISC-V 기반 뉴로모픽 프로세서 + 뉴멘타·KETI 국책과제 | 2026 하반기 샘플칩 제작 |
| 2위 | 오픈엣지테크놀로지 (394280) | AI 반도체 IP 공급 | LPDDR5X·NPU IP → 온디바이스 AI 팹리스에 필수 공급 | 차량용·방산 NPU IP 수주 |
| 3위 | 가온칩스 (399720) | AI ASIC 디자인하우스 | AI 칩 설계 수요 폭증 → 수주잔고 증가 + 2나노 수주 | 수주잔고 실적 전환 |
| 4위 | 제주반도체 (080220) | 저전력 메모리 공급 | 온디바이스 AI 필수 LPDDR, 퀄컴·미디어텍 동시 인증 국내 유일 | LPDDR4X 자체 설계 출시 |
| 5위 | 에이직랜드 | TSMC VCA 디자인하우스 | 국내 유일 TSMC VCA + 브레인칩 뉴로모픽 ASIC 수주 | 양산 레퍼런스 확대 |
📈 온디바이스 AI·뉴로모픽 시장 전망과 투자 유의사항
2026년 온디바이스 AI·뉴로모픽 테마는 ‘기술 개발 단계’에서 ‘실제 칩 양산과 고객 납품 단계’로 전환되는 시점이다. 자람테크놀로지의 샘플칩 제작, 오픈엣지테크놀로지의 차량·방산 NPU 수주, 에이직랜드의 뉴로모픽 ASIC 설계 수행 등이 구체적인 실적 트리거가 될 수 있다.
| 체크 포인트 | 세부 내용 |
|---|---|
| ☐ 뉴로모픽 상용화 시간표 | 아직 대규모 상용화까지 수년 소요 — 중단기 실적보다 기대감 중심 |
| ☐ 샘플칩→양산 전환 리스크 | 기술 개발 성공해도 수율·고객 인증에 추가 1~2년 소요 가능 |
| ☐ 적자 구조 기업 포함 | 오픈엣지·에이직랜드 등 성장 투자 구간으로 영업손실 지속 |
| ☐ 테마 주도 변동성 | AI 반도체 전체 테마 분위기에 따른 동반 급등락 주의 |
| ☐ 글로벌 경쟁사 진입 | 인텔, IBM, 삼성 등 대형사도 뉴로모픽 R&D 진행 중 |
⚠️ 본 게시물은 투자 권유가 아니며, 투자에 대한 책임은 본인에게 있습니다.
