온디바이스 AI 관련주 반도체 설계 IP

반도체 시장의 최대 화두는 단연 온디바이스 AI(On-Device AI)입니다.

 

클라우드를 거치지 않고 기기 자체에서 인공지능 연산을 수행하는 이 기술은 스마트폰을 넘어 로봇, 자율주행차, 가전제품으로 급격히 확산되고 있습니다.

최근 개막한 CES 2026에서 ‘피지컬 AI(Physical AI)’가 핵심 키워드로 부상하며, 현실 세계와 상호작용하는 로보틱스 칩 설계 역량을 갖춘 국내 팹리스 및 IP 기업들의 가치가 재평가받고 있습니다.

이번 글에서는 온디바이스 AI 생태계의 중추 역할을 하는 핵심 설계 및 IP 관련주들의 최신 동향과 주가 전망을분석해 보겠습니다.

 

 

 

칩 설계의 기초 자산, IP 기업의 독보적 입지 (오픈엣지, 칩스앤미디어)

 

온디바이스 AI 칩을 설계하기 위해서는 방대한 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 설계 자산(IP)이 필수적입니다. 오픈엣지테크놀로지는 AI 연산에 최적화된 NPU(신경망처리장치)와 메모리 시스템 IP를 동시에 보유한 세계 유일의 기업으로, 최근 저전력 고성능 요구가 강해진 온디바이스 AI 시장에서 수혜를 톡톡히 누리고 있습니다. 특히 2026년은 글로벌 팹리스 업체들과의 신규 라이선스 계약이 매출로 본격 반영되는 시기로, 로열티 매출 비중이 확대되며 수익성 개선이 가속화될 전망입니다.

 

칩스앤미디어는 영상 처리 및 고화질 비디오 코덱 IP 분야에서 글로벌 표준을 제시하고 있습니다.

AI 가상현실(VR)과 자율주행차 내 인포테인먼트 시스템이 고도화됨에 따라 고해상도 영상 데이터를 AI로 분석하고 압축하는 칩스앤미디어의 IP 수요가 급증하고 있습니다.

최근에는 NPU 관련 신규 IP를 글로벌 빅테크 기업에 공급하며 사업 영역을 확장했습니다. 이러한 IP 기업들은 직접 칩을 제조하지 않아 재고 리스크가 없고, 한번 채택되면 지속적인 로열티가 발생한다는 점에서 매우 강력한 이익 구조를 지닙니다.

 

 

 

 

초고속 연결성과 저전력 설계의 달인 (퀄리타스반도체, 제주반도체)

AI 칩 내부와 외부 사이에서 방대한 데이터를 막힘없이 전송하는 기술은 온디바이스 AI의 성능을 좌우합니다. 퀄리타스반도체는 초고속 인터페이스 IP 전문 기업으로, 삼성전자의 파운드리 생태계(SAFE) 내 핵심 파트너로 자리 잡았습니다.

최근 3개월 내 소식에 따르면, 퀄리타스반도체는 미세 공정화에 따른 차세대 인터커넥트 기술 수요를 선점하며 국내외 팹리스들로부터 러브콜을 받고 있습니다. 온디바이스 AI 기기가 늘어날수록 칩 간 통신 속도를 보장하는 퀄리타스의 IP 채택은 더욱 늘어날 수밖에 없습니다.

 

제주반도체는 온디바이스 AI의 필수 요소인 '저전력 메모리' 설계 부문에서 독보적인 경쟁력을 발휘하고 있습니다. 로봇이나 스마트폰처럼 배터리로 구동되는 기기는 전력 소모가 적은 LPDDR(저전력 더블데이터레이트) 메모리가 필수적인데, 제주반도체는 이 분야의 글로벌 강자입니다. CES 2026에서 공개된 다양한 피지컬 AI 로봇들에 제주반도체의 메모리 솔루션이 탑재될 가능성이 커지면서 최근 주가는 강력한 탄력을 받고 있습니다. 반도체 설계 자산과 메모리 컨트롤 기술의 융합은 제주반도체를 단순 팹리스 이상의 기업으로 끌어올리고 있습니다.

 

 

 

 

자율주행과 차량용 전장의 지배자 (텔레칩스)

온디바이스 AI가 가장 활발하게 적용되는 분야 중 하나는 바로 모빌리티입니다. 텔레칩스는 국내 대표 차량용 인포테인먼트(IVI) 칩 설계 전문 기업으로, 최근 자율주행용 ADAS(첨단 운전자 보조 시스템) 칩 개발에 성공하며 사업 영역을 전장 전반으로 넓혔습니다. 텔레칩스의 신규 AI 칩인 '돌핀' 시리즈는 차량 내에서 실시간으로 주변 상황을 인지하고 판단하는 온디바이스 AI 성능을 갖추어, 글로벌 완성차 업체들의 신규 플랫폼에 탑재가 확정되고 있습니다.

 

2026년은 텔레칩스가 국내 시장을 넘어 동남아와 유럽 등 글로벌 수출 비중을 40% 이상으로 끌어올리는 원년이 될 전망입니다.

차량용 반도체는 일반 가전 대비 신뢰성과 안정성 기준이 매우 까다로워 진입 장벽이 높지만, 일단 진입하면 장기 공급이 보장됩니다. 현대차그룹의 SDV(소프트웨어 중심 자동차) 전환 전략에 발맞추어 텔레칩스의 칩 설계 역량은 그룹 내 소프트웨어 역량과 결합하여 강력한 시너지를 낼 것으로 보입니다.

 

 

 

 

2026년 전망 및 반드시 확인해야 할 요소

온디바이스 AI 반도체 기업들의 주가 전망은 전반적으로 맑음입니다. 2026년 글로벌 온디바이스 AI 시장 규모는 약 3,500억 달러(약 450조 원)로 추정되며, 스마트폰 출하량의 35%가 AI 기능을 탑재할 것으로 보입니다. 실질적인 수주 잔고가 쌓이고 흑자 전환에 성공하는 기업들이 속출함에 따라, 과거의 기대감만으로 오르던 테마 장세에서 실적 장세로의 완전한 전환이 예상됩니다.

 

하지만 리스크 요인도 존재합니다.

첫째, 미·중 반도체 패권 다툼에 따른 공급망 리스크입니다. 중국 시장 비중이 높은 기업들은 수출 규제 여파를 직접적으로 받을 수 있습니다.

 

둘째, 대형 파운드리 업체의 설계 내재화 움직임입니다. 삼성전자나 애플처럼 자체 칩 설계를 강화하는 흐름은 중소 팹리스들의 입지를 위협할 수 있습니다.

 

셋째, 급격한 기술 변화입니다. NPU를 넘어선 새로운 AI 연산 방식이 등장할 경우 기존 IP의 가치가 하락할 수 있습니다. 따라서 각 기업이 차세대 표준 기술을 얼마나 선제적으로 확보하느냐를 면밀히 관찰해야 합니다.

 

 

 

 

온디바이스 AI 반도체 요약표

기업명	핵심 분야	2026년 상승 재료	체크 리스크
제주반도체	저전력 메모리 설계	CES 2026 피지컬 AI 로봇 수혜	PC/스마트폰 업황 변동성
오픈엣지	AI 연산 및 메모리 IP	글로벌 NPU 로열티 매출 본격화	R&D 비용 증가에 따른 수익성
칩스앤미디어	영상 처리 및 코덱 IP	AI 가상현실 및 전장용 영상 IP 수요	경쟁사 기술 추격 및 라이선스 갱신
퀄리타스반도체	초고속 인터페이스 IP	삼성 파운드리 미세 공정 채택 확대	파운드리 수급 및 공정 지연
텔레칩스	차량용 인포테인먼트/AI 칩	자율주행용 ADAS 칩 양산 본격화	완성차 판매량 둔화 영향

 

 

 

 

FAQ

Q1. 온디바이스 AI와 클라우드 AI의 가장 큰 차이점은 무엇인가요?

클라우드 AI는 거대 서버에서 연산을 처리해 결과를 보내주지만, 온디바이스 AI는 기기 내의 전용 반도체(NPU 등)가 직접 연산합니다. 이 덕분에 반응 속도가 훨씬 빠르고, 네트워크 연결이 없는 환경에서도 작동하며, 개인 데이터가 외부로 나가지 않아 보안성이 매우 뛰어납니다.

 

Q2. IP(설계 자산) 기업의 주가가 높게 평가받는 이유는 무엇인가요?

반도체 설계는 고도의 지식 집약적 사업입니다. IP 기업은 직접 공장을 운영하거나 재고를 쌓아둘 필요가 없으며, 칩이 팔릴 때마다 수수료(로열티)를 받는 '플랫폼 비즈니스' 구조를 가집니다. 온디바이스 AI처럼 기술 표준이 정립되는 시기에는 시장을 선점한 IP의 가치가 기하급수적으로 상승하기 때문입니다.

 

Q3. 2026년 투자 시 가장 먼저 체크해야 할 지표는 무엇인가요?

개별 기업의 '로열티 매출 비중'과 '글로벌 수주 잔고'입니다. 초기 라이선스 계약금보다 실제로 제품이 양산되어 들어오는 로열티 수익이 늘어나야 실질적인 이익 성장이 가능합니다. 또한 특정 고객사에 편중되지 않고 글로벌 빅테크로 판로를 다변화했는지 여부가 리스크 관리의 핵심입니다.

 

 

 

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