국가 연구과제는 기업의 기술성과 혁신성을 평가해 수행기관을 선정한다는 점에서 기술력 있는 기업을 발견하는 유용한 통로로 활용할 수 있습니다. 선정 기업 중에는 아직 투자 이력이 없는 곳도 많아 유망한 기술 기업을 조기에 발굴할 수 있고, 수행 중인 과제를 통해 각 기업이 구체적으로 어떤 기술을 개발하고 있는지도 파악할 수 있다는 장점도 있습니다.

최근 AI 반도체가 투자 시장을 이끌면서 반도체 밸류체인 전반에 대한 투자자들의 관심도 커지고 있는데요. 그래서 현재 진행 중인 주요 반도체 분야 국가 연구개발(R&D) 사업 5개를 중심으로 과제를 수행 중인 기업들을 모아봤습니다.

2026년 주요 반도체 분야 국가 R&D 사업

AI반도체를 활용한 K-클라우드 기술개발 (과기정통부)

국산 AI반도체를 데이터센터와 클라우드에 적용하기 위한 HW·SW 핵심기술을 개발하는 약 4000억원 규모의 대형 프로젝트입니다. 2025년부터 2030년까지 추진되며, 2030년까지 데이터센터 국산화율 20% 달성과 국산 AI 반도체 점유율 확대 등을 목표로 합니다. ‘AI-반도체 이니셔티브' 9대 기술혁신 과제 중 ‘AI 슈퍼컴퓨팅을 지향하는 K-클라우드 2.0’ 과제와 '차세대 개방형 AI 아키텍처·SW' 과제의 핵심으로 꼽히는 사업입니다.

2026년 주요 참여 기업 (기관명 가나다순)

반도체첨단산업기술개발 (산업통상부)

국내 반도체 첨단산업의 국가전략 이행과 생태계 지원을 통해 글로벌 시장 경쟁력을 높이기 위해 추진돼온 산업통상부의 R&D 계속사업으로, 한국산업기술기획평가원(KEIT)이 관리합니다. 올해 지원규모는 약 470억원으로, 팹리스·파운드리 기술·시장 경쟁력 강화를 위한 주력산업 수요연계 차세대 시스템반도체 기술개발과, 초격차 기술우위 확보를 위한 차세대 수직적층 메모리 반도체용 공정·장비 및 지능형 측정분석 융합 공정·장비 기술개발을 지원합니다.

반도체첨단패키징 선도기술개발 (산업통상부)

후공정(패키징) 분야의 초격차 기술 확보를 위해 산업통상부가 추진하는 대규모 R&D 사업으로, 2025년부터 2031년까지 총 2700억원 이상 규모로 진행됩니다. 첨단 패키징은 반도체 공정 미세화의 한계와 AI 기술 발전에 따른 고성능·다기능·저전력 반도체 수요 증가로 개별 칩들을 하나의 패키지로 묶을 필요가 커지면서 핵심 기술로 부상한 분야입니다. 이 사업은 반도체 후공정 분야 최초로 예비타당성 조사를 통과한 사업이기도 합니다.

차세대지능형반도체기술개발 (과기정통부·산업통상부)

기존 반도체의 한계를 넘어서는 초저전력·초고성능 차세대 지능형반도체 원천기술 확보를 목표로 하는 1조원 이상 규모의 대형 사업입니다. 리벨리온, 퓨리오사에이아이, 모빌린트 등 대표 반도체 스타트업을 포함해 다수의 기업이 참여하고 있습니다. 산업통상부는 약 5200억원(2020~2026년)을 투자해 차세대 반도체 설계기술과 미세공정용 장비·공정기술 개발을 지원하고, 과기정통부는 약 4900억원(2020~2029년)을 투자해 AI 반도체 설계 기술과 신소자 기술 개발을 지원합니다.

K-온디바이스 AI반도체 기술개발 (산업통상부)

주력산업 적용을 위한 국산 온디바이스 AI 반도체 개발을 위해 2026년부터 2030년까지 총 8000억원 이상 규모로 진행되는 사업으로, 국산 AI 반도체가 탑재된 주력산업 4대 분야인 자동차, IoT·가전, 기계·로봇, 방산을 대상으로 온디바이스 AI 반도체 및 첨단제품 개발을 지원합니다.

자동차 분야는 소프트웨어 중심 자동차(SDV) 기반 자율주행용 AI반도체 솔루션을, IoT·가전 분야는 사용자 음성과 행동 패턴을 학습해 맞춤형 실내 환경을 제공하는 스마트홈 기술을 개발합니다. 기계·로봇 분야의 경우 협동로봇과 휴머노이드, 무인 농기계용 AI반도체 솔루션, 방산 분야에서는 드론과 무인기 등 공중 무인플랫폼이 통신 연결 없이 자체 판단할 수 있는 AI반도체 기술 확보를 위한 지원이 이루어집니다.

2026년 주요 참여 기업 (기관명 가나다순)

밸류체인별 주요 반도체 국가 R&D 참여 기업

AI반도체 팹리스·설계 IP

리벨리온

리벨리온은 AI 추론용 NPU 팹리스로, 데이터센터에서 대규모 AI 모델의 추론을 효율적으로 처리하는 반도체를 개발하는 국내 대표 AI 반도체 스타트업입니다. 올해 국민성장펀드 직접투자 2500억원을 포함한 6400억원 규모 프리IPO를 마무리해 기업가치 3조4000억원을 인정받으며 누적 투자금 규모 1조원을 돌파했습니다

AI반도체를 여러 산업에 쓸 수 있게 하는 가속 라이브러리와 도메인 특화 솔루션을 개발하는 과제로 지난해부터 수행 중입니다.

데이터센터용 서버 AI 프로세서 과제로, 총 연구기간은 2020~2026년입니다.

퓨리오사에이아이

리벨리온과 더불어 국내 대표 데이터센터용 NPU 팹리스 스타트업입니다. 올해 1월 TSMC가 생산한 2세대 NPU '레니게이드' 카드 4000장을 처음 인도받아 본격 매출화에 나선 상태입니다. 지난 8월 국민성장펀드 3700억원과 산업은행 300억원 등 정책자금 4000억원을 포함해 총 8000억원 규모 프리 IPO 라운드가 마무리 단계인 것으로 보도됐습니다.

여러 AI 작업을 하나 또는 여러 프로세서에서 동시에 효율적으로 처리하는 서버용 AI 프로세서와, 이를 관리하는 소프트웨어를 개발합니다.

모빌린트

엣지 환경에서도 LLM(거대언어모델)을 구동시킬 수 있는 NPU '에리스'와 AI SoC(시스템온칩) '레귤러스'를 제공합니다. 올해 4월 높은 전력 효율의 NPU 설계 기술과 사업화 속도를 인정받아 700억원 규모 시리즈 C 라운드 투자를 유치했으며, 신규 자금을 차세대 NPU 아키텍처 고도화와 양산·공급체계 확대에 활용할 계획이라고 밝혔습니다.

K온디바이스AI반도체기술개발 사업에서 협동로봇, 휴머노이드, 무인 농작업 로봇용 AI반도체 과제 3건을 맡았습니다. 이 중 협동로봇 관련해서는 NPU와 실시간 제어 기능을 갖춘 국산 AI SoC를 협동로봇에 탑재하기 위해 두산로보틱스와 협력할 예정인 것으로 전해졌으며, 휴머노이드 로봇 관련해서는 LG전자, 노타와 협력해 LG전자에 모빌린트가 NPU를 공급하고, 노타가 연산량과 메모리 사용량을 줄인 AI 모델을 NPU 구조에 최적화하는 작업을 수행합니다.

소개된 기업들의 최근 10년간 국가 R&D 연구 과제 수행 히스토리는 프로필에서 우측 사이드바의 '국가 R&D'를 눌러 확인하실 수 있습니다.

스마트시티·스마트팩토리의 센서에서 나오는 시계열 데이터를 엣지·서버 NPU로 처리하는 통합 SW 패키지와 시제품 보드를 개발합니다.

디노티시아

벡터DB '씨홀스'와 벡터 데이터 처리 전용 반도체 VDPU를 함께 개발하는 ‘AI 스토리지' 스타트업으로, 올해 900억원 규모의 시리즈 A 라운드 투자를 유치했습니다. 올해 말 VDPU 칩에 대한 고객사 개념검증(PoC)에 착수해, 내년 상반기 상용화를 시작하고 하반기 대규모 양산에 나서는 것을 목표로 하고 있으며, 이를 위해 북미에서 클라우드 데이터센터 사업자와 AI 검색 기술을 사용하는 최종 고객 등과 접촉 중인 것으로 전해졌습니다.

더브이씨 ‘기술현황’으로 AI가 요약한 기업의 핵심 기술과 최신 기술 동향을 한눈에 확인하실 수 있습니다.

아이에이치더블유

초저전력 AI 반도체 '인퍼트론'을 개발하는 팹리스 스타트업으로, 연산 구조에 뉴로모픽 컴퓨팅 방식을 적용한 아날로그 컴퓨트인메모리(ACiM) 기술을 활용해 데이터 이동을 줄이고 대규모 병렬 처리를 지원해 전력 소모와 지연 시간을 낮춘 점이 특징입니다. 올해 8월 520억원 규모 시리즈 A 라운드 투자를 유치했으며 해당 투자금을 엣지 AI 칩 양산, LLM 칩 시제품 생산 등에 활용할 계획이라고 전했습니다.

램쉽

고속 인터페이스 IP 및 IC 설계를 전문으로 하는 국내 반도체 설계 기업입니다. 삼성 파운드리의 공식 IP 협력사로, 지난해 말 한국팹리스산업협회 주최 '팹리스인의 날' 행사에서 세미파이브와 함께 산업부장관 표창을 수상했습니다. 지난 8월 서울대학교, 서울시립대학교, 한국전자기술연구원(KETI)과 함께 수행하는 ‘AI 스케일업 네트워크를 위한 112G Ethernet PHY 개발' 과제가 '글로벌 팁스(일반형)' 연구개발(R&D) 지원 대상으로 선정됐다고 발표한 바 있습니다.

온디바이스 AI반도체에 들어갈 첨단 공정 고속 인터페이스 IP를 개발하며, 개발한 IP는 K-온디바이스 사업에 참여하는 팹리스 등에 라이선싱할 계획입니다.

특화 시스템반도체

수퍼게이트

고성능 컴퓨팅(HPC)과 자율주행 분야를 중심으로 커스텀 SoC를 설계하는 기업입니다. 지난 5월 대만 폭스콘 계열 반도체 설계 기업 소클 테크놀로지와 반도체 설계 및 제조 협력을 위한 업무협약(LOI)을 체결하고 SoC/ASIC 설계부터 파운드리 기반의 턴키(Turn-key) 제조, 글로벌 프로젝트 연계까지 반도체 전반에 걸쳐 협력을 추진한다고 발표한 바 있습니다.

방산용 소모성 무인기의 자율 제어에 들어갈 온디바이스 AI반도체와 소프트웨어를 개발합니다. 수퍼게이트는 제한된 전력과 공간에서도 다중센서 데이터를 실시간 처리할 수 있는 고성능·저전력 AI 반도체와 함께 AI 소프트웨어 스택 및 SDK를 개발할 예정으로, 개발된 기술은 한국항공우주산업(KAI)의 공중 드론 플랫폼에 적용해 실제 운용환경에서 통합·검증하게 됩니다.

에이유

2019년 설립된 레이더 센서 전문 기업으로, 차량 탑승자 상태를 모니터링하는 인캐빈 레이더와 자율주행용 이미징 레이더가 주력 제품입니다. 독일 콘티넨탈 오토모티브 그룹에서 분사한 글로벌 모빌리티 기술 기업의 한국 법인인 아우모비오코리아의 오픈이노베이션을 통해 차량 실내 감지 레이더·탑승자 안전 센싱 기술을 개발한 바 있습니다. 과기정통부 산하 연구개발특구진흥재단의 에어버스 오픈이노베이션의 최종 미팅 대상 4개사에도 포함된 것으로 전해졌습니다.

소형·군집 드론에 대응하는 초소형 유도무기에 들어갈 77GHz 대역 AESA 레이다 모듈과 RF 프런트엔드 반도체를 개발합니다.

알에프닛시

2024년 설립된 RF(무선주파수) 반도체 전문기업으로, RF 반도체 원천기술 기반 AI 융합 시스템을 개발합니다. 해외 의존도가 높은 기존 반도체 시장 구조에서 미국·유럽계 반도체 솔루션을 대체할 수 있는 자체 반도체 부품을 다수 보유한 점이 강점으로 꼽힙니다. 지난해 말 에너지 하베스팅 기반 차세대 POI(Point of Interface) 솔루션으로 CES 2026 혁신상을 수상한 바 있으며, 최근 한국방위산업진흥회 주최 '함정 분야 중소·스타트업 우수기술 피칭데이'에서 함정용 레이더 RF 반도체 솔루션을 선보이는 등 국방을 비롯해 통신·에너지·헬스케어 분야로 기술 영역을 확장 중입니다.

카메라 대신 24/60GHz 듀얼밴드 레이더 반도체로 사람의 생체 신호를 비접촉으로 감지해, 사생활 노출 없이 사람을 인지하는 온디바이스 기술을 개발합니다.

루트세미콘

반도체 후공정(OSAT) 기업으로, 최근 실리콘카바이드(SiC) 전력 반도체 시장에 진출했습니다. 지난 7월 에스케이파워텍 1200V SiC MOSFET 공정을 완료함으로써 전적으로 해외 파운드리에 의존했던 생산 거점을 에스케이파워텍으로 이전하고, 차세대 고효율 전력반도체 국산화를 위한 기반을 마련했다고 발표했습니다.

3300볼트(V)급 SiC 모듈 국산화를 위한 기술 개발 과제로, 루트세미콘은 주관 기관으로서 송배전용 SiC 전력반도체 모듈을 개발합니다. 그 외 세미파워렉스가 참여 기관으로서 루트세미콘의 SiC 소자를 모듈화하는 작업을 담당하게 되며, 소자를 만들 때 쓰이는 에피 웨이퍼는 아르케가 제공합니다. 이렇게 만들어진 소자는 수요 기관인 인텍전기전자가 구매할 예정입니다.

알에프코어

무선통신기술 전문기업으로, 외산 빔포밍칩에 의존해 개발하던 능동 전자주사식 위상배열(AESA) 레이다의 개발 환경을 개선하기 위해 자체 개발한 빔포밍칩과 레이다의 핵심적인 알고리즘과 소프트웨어 등 레이다 전반 기술력에 대한 국산화를 추진해 왔습니다. 한화시스템이 수주한 방위사업청 저고도 안티드론 체계 사업에 최첨단 AESA 레이다를 공급한 바 있습니다.

드론 탐지용 다중 빔 레이다 모듈을 개발합니다. 국가 중요시설 보호용 레이다 구축 사업과 소형 드론 탐지 시장을 겨냥하며, 빔포밍 IC를 국산화해 해외 의존도를 낮추는 것이 목표입니다.

AI 인프라·SW

모레

AI 인프라 소프트웨어 기업으로, 파운데이션 모델 전문 자회사 모티프테크놀로지스를 통해 LLM 역량도 갖추고 있습니다. 지난 7월 AMD의 연례 최대 AI 행사 '어드밴싱 AI 2026'에서 AMD 그래픽처리장치(GPU) 환경에서 자사의 분산 추론 솔루션 ‘MoAI 추론 프레임워크'를 선보였으며, 행사 기간 리사 수 AMD 최고경영자(CEO)와 배경훈 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관이 모레 부스를 직접 찾은 것으로 전해집니다.

엔비디아, AMD, 국산 NPU 등 서로 다른 AI반도체가 섞인 클러스터를 하나처럼 운영하는 ‘MoAI 프레임워크'를 개발합니다.

크립토랩

서울대 수리과학부 천정희 교수가 2017년 설립한 동형암호 스타트업입니다. 최근 병원의 급여·청구·심사 업무를 지원하는 AI 서비스 ‘CLIC(클릭)’를 출시하고, 데이터 분석 전문 업체 씨에스리와 치안 산업에 특화된 에이전틱 AI 솔루션 사업화를 위한 업무 협약(MOU)을 체결하는 등 의료 및 치안 사업으로 영역을 확대 중입니다.

데이터를 암호화한 상태 그대로 AI가 연산할 수 있도록 하는 동형암호 기반 클라우드 AI 시스템과, 이를 가속하는 AI반도체용 하드웨어 IP를 개발합니다.

오케스트로

클라우드 소프트웨어 기업으로 산하에 AI 계열사 오케스트로에이지아이와 클라우드 마이그레이션 및 재해복구(DR) 솔루션 기업 오케스트로데이터커맨드, 클라우드 서비스와 데이터센터 구축·운영에 특화된 오케스트로클라우드 등을 자회사로 거느리고 있습니다. 올해 1월 그룹 차원에서 GPU 중심 AI 워크로드뿐 아니라 국산 NPU와 LLM 연계가 가능한 '소버린 AI 클라우드 데이터센터' 솔루션을 출시한 바 있습니다.

데이터센터의 AI반도체 자원을 잘게 나누고 다시 묶어, 필요한 만큼 유연하게 쓸 수 있게 하는 자원 분해·풀링 기술을 개발합니다.

국산 AI반도체를 클라우드 환경에서 효율적으로 운영할 수 있도록 컨테이너화, 마이크로서비스 아키텍처(MSA), 모니터링, CI/CD, 모델 허브 플랫폼으로 구성된 클라우드 네이티브 SW 스택을 개발합니다. NPU 자원을 동적으로 할당·공유하고 장애 시 자동 복구하는 기술을 확보해, 자체 소버린 AI 데이터센터에서 실증할 계획입니다.

모비루스

농기계 자율주행 솔루션 기업으로, 농기계 자율작업 통합제어 솔루션 '오토가이아(AutoGaia)'와 안전솔루션 '세이프가이아(SafeGaia)' 등을 통해 자율주행, 센서 융합, 원격관제 등의 기술을 확보하고 있습니다. 최근 국방 분야에서 축적된 기술을 민간 농업 현장에 적용하는 민군기술협력 사업에도 선정돼 농촌 지역의 만성적인 인력 부족과 고령화에 따른 농작업 효율 저하 문제를 자율로봇 기술을 통해 해결하는 과제를 수행할 예정이라고도 전했습니다.

모비루스가 AI 기반 무인 농작업 솔루션 개발을 총괄하고 대동애그테크, 슈어소프트테크, 서울대학교가 참여하는 사업입니다. 모비루스는 국산 AI반도체를 기반으로 한 컴퓨팅 하드웨어 플랫폼과 운영체제(OS)·미들웨어, 센서 통합 플랫폼 등의 개발을 담당하며, 모빌린트의 국산 NPU와 대동의 농업용 로봇 플랫폼을 연결해 실제 농작업 환경에서 AI가 작동할 수 있는 기반을 구축하는 역할을 수행합니다.

첨단 패키징·검사

큐빅셀

홀로그램 기반 검사장비 기업으로 지난 8월 쿼드자산운용으로부터 시리즈 B 라운드 투자를 유치했습니다. 2024년 삼성전자에 고대역폭메모리(HBM) 등 첨단 패키징 공정에서 활용되는 자동광학검사 장비를 공급한 바 있으며, 최근 확대되는 3D 정밀 검사 수요에 대응하기 위해 빛의 간섭 패턴을 만들어 물체를 정밀하게 스캔하는 '플라잉오버 스캐닝 홀로그래피(FSH)' 기술을 기반으로 반도체용 유리기판과 공동패키징광학(CPO) 검사 시장을 공략 중입니다.

HBM 등 칩을 여러 층 쌓는 2.5D·3D 패키징에서 서로 다른 소자 사이를 약 1㎛ 분해능으로 실시간 측정하는 홀로그램 3차원 검사설비를 개발합니다.

차세대 패키지 기판인 유리기판의 크랙과, 넓은 패널 단위로 생산하는 팬아웃 패널레벨패키지(FO-PLP)의 외관을 1㎛ 분해능으로 전수 검사하는 장비를 개발합니다.

람다마이크로

반도체 후공정과 이차전지 제조 공정에 사용되는 가변주파수마이크로웨이브(VFM) 기술 기반 열처리 장비를 생산합니다. 2023년 중소벤처기업부 주관 '초격차 스타트업 1000+ 프로젝트'에 선정된 바 있으며, 한국전력공사와 함께 '초격차 스타트업 1000+ 프로젝트'와 연계한 실증을 수행하는 등 다수의 공공기관 및 대기업과 PoC 프로젝트를 성공적으로 수행한 바 있습니다.

휨이 적은 에폭시몰딩컴파운드(EMC) 소재와 이를 낮은 온도에서 굳히는 300mm 웨이퍼용 VFM 경화 장비를 개발해 경화 과정에서 발생하는 문제를 해소하는 한편, AI 분석 기능을 넣어 설비 고장과 가동 중단을 줄이는 것을 목표로 합니다.

에스디에이

반도체·전자부품 제조 공정용 노광장비를 개발·제조하는 기업입니다. 외산 제품이 주도하던 레이저 다이렉트 이미징(LDI) 노광장비를 국산화해 실리콘 웨이퍼 패키지, 유리기판 패키지, 패널 레벨 패키지(PLP) 등을 모두 지원합니다. 에스디에이는 국산 LDI 노광장비가 5년 내 600억원 규모의 수입대체 효과가 있을 것으로 예측하며 반도체, 디스플레이, 초소형 전자기계 장치(MEMS), 전장용 연성인쇄회로기판(FPCB), 의료기기 분야에서 수요를 발굴할 계획이라고 밝혔습니다.

515×515mm² 대면적 패널에 선폭·간격 1㎛ 수준의 회로를 그릴 수 있는 양산형 마스크리스 노광 장비를 개발해 AI·HPC용 GPU와 HBM 통합, 칩렛 기반 이종집적 반도체 등 대면적·고집적 첨단 패키징에 활용하는 것을 목표로 합니다.

휴윈

반도체 및 첨단 패키지 설계를 위한 신호 무결성(SI)·전력 무결성(PI) 분석 솔루션을 개발하는 기업으로 AI 반도체와 첨단 패키징 시장을 중심으로 사업을 확대하고 있습니다. 휴윈의 솔루션 ‘ACVS(Advanced Channel Verification System)’는 삼성전자와 SK하이닉스를 비롯해 TSMC 및 삼성 파운드리 생태계 디자인하우스인 에이직랜드, 가온칩스, 코아시아세미, 하나마이크론과 국내 주요 AI 반도체 기업인 디노티시아, 퀄리타스 등에서 활용되고 있는 것으로 전해졌습니다. 지난 7월 시리즈 A 라운드 투자를 유치했습니다.

여러 칩을 하나로 묶는 칩렛 패키지에서, 칩 간 연결 표준인 UCIe의 신호·전력 무결성(SI/PI)을 해석하는 시뮬레이터와 머신러닝 기반의 고밀도 배선·신호 무결성 설계 기술, 실리콘·유리 인터포저 기반 미세 배선 공정 및 고속 인터페이스 검증 기술을 개발합니다.