지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어 산하 지멘스 EDA 사업부가 엔비디아와 협력해, 반도체 설계자와 시스템 아키텍트들이 최초 실리콘 양산 이전에 단 며칠 만에 수조(trillions) 단위의 검증 사이클을 실행, 캡처할 수 있도록 지원한다고 6일 밝혔다.
이는 지멘스의 하드웨어 가속 검증 시스템인 벨로체(Veloce™) proFPGA CS와 엔비디아 성능 최적화 칩 아키텍처를 결합한 데 따른 것이다. 엔비디아 입장에서는 EDA 기반을 CPU에서 GPU로 전환시키려는 목적에 한발 더 다가선 것으로 분석된다.
지멘스는 "고도로 복잡한 AI/ML SoC가 요구하는 검증 요건에 대응하기 위해 하드웨어 가속 검증 방법론과 FPGA 기반 프로토타이핑 발전에 특히 주력하고 있다"고 설명했다. 엔비디아는 "반도체 팀은 대규모 워크로드 검증과 시장 출시 기간 단축을 위한 고성능 검증 솔루션을 필요로 한다"고 밝혔다.
현재 칩 개발에서 가장 시간이 오래 소요되는 단계는 설계, 제조보다 검증(verification)이다. 오늘날 반도체는 하나의 칩에 1000억개 이상의 트랜지스터가 3차원 구조로 배열되며, 이를 검증하려면 전기적 특성·열 특성·제조 제약을 동시에 시뮬레이션해야 한다.
특히 AI칩은 인터커넥트, 메모리, 병렬성 등 복잡도가 폭증한다. CPU 기반으로 설계를 검증하려면 복잡한 칩의 경우 수주에서 수개월이 소요된다. 검증 강화는 비용 절감과 적시 출시를 위한 필수 요건이다.
지멘스 벨로체 ProfPGA CS. (자료 출처=지멘스)
첨단 칩의 테이프아웃(tape‑out, 설계 완료 후 파운드리로 제조용 도면을 보내는 것)에는 수천억원 단위의 비용이 소요되는데, 테이프아웃 후에 오류가 발견돼 재설계할 경우 엄청난 손실이 발생한다. 검증을 강화할 수밖에 없는 상황에서 얼마나 더 빨리 완벽한 검증을 해내느냐 또한 반도체 제조의 경쟁력이다.
또 이번 발표는 속도 향상뿐 아니라, 기존에 불가능했던 규모의 검증이 가능해졌다는 의미도 크다. 지멘스는 "단시간 내 수조 개의 설계 사이클을 실행할 수 있는 역량이 필수 조건이 됐다"며 "시뮬레이션과 에뮬레이션으로 대표되는 기존 검증 도구들은 수백만~수십억 사이클 수준까지밖에 처리하지 못하는 한계를 가지고 있다"고 강조했다.
◇ 엔비디아, 반도체 설계 스택의 일부로 진입
엔비디아는 지멘스의 파트너이자 대형 고객이기도 하다. 엔비디아 입장에서는 더욱 빠른 차세대 GPU를 설계할 수 있도록 자사가 사용하는 칩 설계 검증 툴 개발 업체인 지멘스와 협력, EDA 툴을 발전시키는 셈이다.
두 회사의 협력 발표는 올해 들어 이번이 세 번째다. 지난 1월 CES 2026에서 지멘스와 엔비디아는 산업용 AI와 디지털 트윈 기술의 강화, 지멘스 EDA를 포함한 소프트웨어 포트폴리오 전반에 AI와 가속 컴퓨팅을 접목하는 전략을 발표했다.
또 지난달 엔비디아 GTC 컨퍼런스에서 엔비디아는 지멘스, 케이던스. 시높시스 등과 함께 자사의 가속 기반 EDA 툴을 삼성전자, SK하이닉스, 미디어텍 등이 활용 중이라고 공개했다. 이어 지난달 말에는 지멘스가 엔비디아 AI 인프라와 통합된 '퓨즈 EDA AI 에이전트(Fuse EDA AI Agent)'를 출시하기도 했다. 이는 반도체 설계부터 제조 승인까지 전 과정을 자율 오케스트레이션하는 플랫폼이다.
엔비디아는 3대 EDA 툴 업체와의 협력을 통해 EDA 툴의 기반 인프라를 CPU에서 GPU로 전환시키면서 '반도체 설계 스택'에 포함되려는 목표에 속도를 내고 있다.
현재 EDA 시장은 지멘스, 시높시스, 케이던스의 3파전이다. 엔비디아는 세 곳 모두와 동시에 협력하고 있다. 엔비디아의 AI와 가속 컴퓨팅 플랫폼을 기반으로 케이던스는 '칩스택 AI 슈퍼에이전트(ChipStack AI SuperAgent)'를, 시높시스는 '에이전트 엔지니어(AgentEngineer)' 기반 멀티 에이전트 프레임워크를 각각 개발하고 있다. 특히 지난해 말 엔비디아는 시높시스에 20억달러(약 3조원)를 투자한다고 발표했다.
이는 EDA 툴의 AI화로 비춰지지만 엔비디아가 EDA 3대 업체를 모두 GPU 생태계로 끌어들이면서, 엔비디아 GPU 없이는 첨단 칩 설계 자체가 불가능한 구조를 만들고 있다는 해석이 나온다.
엔비디아는 지난 GTC 2026에서 "반도체 설계가 트릴리언 트랜지스터 시대로 진입함에 따라 CPU 기반 워크플로만으로는 한계가 있다"고 주장한 바 있다.
하지만 칩 검증의 결과를 좌우하는 모델링 정확도와 디버깅은 여전히 병목으로 남는다. 또 GPU를 엔비디아가 독점 공급하는 상황에서 EDA의 GPU 전환은 벤더 종속의 우려도 낳고 있다.
박현선 전문기자
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