LG전자, 휴머노이드 로봇용 반도체 직접 개발…제조업 패러다임 전환 신호탄

LG전자가 2025년 12월 29일, 휴머노이드 로봇에 특화된 반도체(CPU·AI 칩)를 자체적으로 설계하겠다는 구상을 공식화했다. 그간 자동화 기기·로봇 사업에서 센서·구동·소프트웨어 등은 내재화했으나, 반도체 설계는 국내외 파운드리 및 파트너사 의존도가 높았던 LG전자가 이 분야에 본격적으로 뛰어드는 건 처음이다.

업계에 따르면 LG전자는 올해 하반기 ‘로봇용 칩 설계팀’을 신설하고, 시스템온칩(SoC)·AI 프로세서 설계 전문 인력을 적극 영입하고 있다. 이번 의사결정의 이면에는 사업구조 전환과 미래 성장동력 확보라는 두 가지 큰 목표가 있다. 전장·로봇·가전 각 부문에서 LG전자가 글로벌 수준의 시장 점유율을 끌어올리고 있으나, 휴머노이드 산업은 특유의 고성능·저전력·실시간 제어능력이 요구되기 때문에 칩 설계의 자체화가 곧 직접적인 경쟁력으로 작용할 전망이다.

실제로 현재 휴머노이드 로봇의 뇌 역할을 하는 범용 CPU, 각종 이미지·음성처리용 AI 칩 등은 엔비디아, 퀄컴, AMD, 인텔 등 소수 글로벌 기업에 맞춰져 있다. 부품 공급 불안정, 가격 변동성, 설계·인증의 지연 등 다양한 생산 리스크가 동반될 수 있기에, 제조사가 자체 칩을 설계하는 움직임은 전세계적으로도 유의미한 변화다. 테슬라의 ‘Dojo’, 애플의 ‘M시리즈’, 삼성전자·현대차그룹의 차량용 자체 칩 설계전략과 궤를 같이한다.

LG전자는 지난 5년여간 로봇산업에 역량과 투자를 집중해왔다. 팜봇, 딜리버리 로봇, 카페 서빙로봇에서 휴머노이드 개발까지 단계적 고도화가 이어졌고, 2025년기준 로봇 사업 부문 매출이 전년 대비 31% 증가했다는 실적(3분기 누적 기준, 3,220억 원)을 공개했다. 다만 실질 영업이익은 아직 흑자전환에 이르지는 못했다는 평가가 우세하다. 이는 초기 시장의 규모와 부품 원가, 고급인력 확보 부담 등이 복합 작용한 결과다.

내부적으로 LG전자는 SoC·AI칩 등 휴머노이드에 특화된 하드웨어 구조를 설계한 뒤, 자체 역량 부족분은 국내외 R&D 네트워크를 활용해 보완한다는 전략을 구체화하고 있다. 산학협력, AI 스타트업 지분투자, M&A 등 다양한 오픈이노베이션 수단이 병행된다. LG가 서울대·카이스트·포스텍 등과 공동연구 중인 AI코어 알고리즘·에너지관리솔루션 개발 역시 이런 맥락이다.

기존 가전·모빌리티와 달리, 휴머노이드 산업의 칩 설계는 ‘디지털 트윈’·‘실시간 강화학습’ 등 AI 전용 하드웨어로의 전환이 필수적이다. 2025년 현재 엔비디아가 제공하는 AI SoC는 연산성능에서 강점을 보이지만, 전력효율·온도관리·제품 사이클 타임 단축에는 아직 한계가 크다. 자체 설계가 성공할 경우, LG전자는 로봇·가전·스마트팩토리 모든 사업군의 칩 부품 내재화 비율을 끌어올려 품질관리·비용절감·시장화 속도 측면에서 경쟁자대비 우위를 확보할 수 있다.

금융투자업계는 이번 결정에 대해 ‘중장기적으로는 긍정적’이나, ‘단기적으로 원가 구조 부담이 심화될 수 있는 모험’으로 평가했다. LG전자가 시스템반도체 설계 생태계를 단기간에 내재화하기엔 경험 미흡, 인력 풀 한계, 글로벌 선두업체 진입장벽 등이 높기 때문이다. 연구개발(2024년 기준 4조1000억원)을 비롯한 선행투자 확대, AI 인재 확보 경쟁 심화 역시 불확실성을 키우고 있다.

업계 관계자들은 LG전자의 바둑판식 진군이 결국 제조업 탈바꿈, 즉 ‘플랫폼-하드웨어-서비스 수직계열화’의 신호탄이 될 것이란 분석을 내놓는다. 다만 로봇 전용 칩에 대한 양산·검증 경험, 부품 호환성 표준화, 해외 주요 고객사 대응 등은 넘어야 할 산으로 꼽힌다. 삼성전자·SK하이닉스 등 반도체 전업 기업과의 차별화된 협업 시너지를 낼 수 있을지도 관건이다.

글로벌 기업과의 경쟁에서 LG전자의 강점은 자체 가전, 배터리, 자동차 전장으로부터 축적된 시스템 통합 경험과 중저가 시장에서의 단가경쟁력이다. 이런 ‘하드웨어와 소프트웨어의 결합 능력’이 국내외 로봇 시장에서 변곡점을 가져올지 주목된다. 만약 LG전자가 후발주자의 약점을 극복하고 휴머노이드 전용 칩을 내재화한다면, 독자 플랫폼 경쟁력뿐 아니라 수많은 국내 중소 로봇업체에도 기술 이전 및 생태계 확장의 기회를 제공할 수 있다.

LG전자의 반도체 내재화 전략은 국내 제조산업이 모듈-조립에서 시스템 설계-플랫폼 주도형으로 진화하는 한가운데 있다. 기존의 글로벌 밸류체인 의존도를 낮추고, 복잡한 수직계열화로 기업 가치를 키우는 새로운 패러다임 구축의 시도로 해석할 수 있다. 앞으로 칩 개발 속도와 양산 역량, 품질관리 프로세스, 그리고 국내외 시장에 대한 확장 전략 등이 향후 LG전자의 시장평가를 좌우할 전망이다.

— 조민수 ([email protected])