독주냐, 반란이냐…메모리 1등도 달렸다[2025, 칩의 해③]

[서울=뉴시스]이인준 기자 = 글로벌 인공지능(AI) 반도체 시장은 올해 어느 때보다도 치열한 격전 속에서 한 해를 보냈다.

한때 AI 가속기의 90% 이상을 지배했던, 엔비디아의 '독점' 시장 구조는 이제 구글, 아마존 등 빅테크들의 도전 속에서 '다극화'하고 있다.

엔비디아는 이에 절치부심, 내년 하반기 차세대 '베라 루빈'을 앞세워 다시 시장 탈환을 모색 중이다. AI 가속기 시장은 다양한 제품이 난립해 생존 게임을 벌이는 '춘추전국' 시대를 방불케 할 전망이다. 이런 혼란기 삼성전자, SK하이닉스 등 한국 반도체 기업들도 시장 주도권 확보에 사활을 걸고 있다.

27일 금융기업 UBS은행의 최근 조사에 따르면 AI 가속기 시장에서 엔비디아는 71.2%의 점유율로 압도적 1위다. 다만 시장 지배력은 이전만 못하다는 평가가 나온다.

구글, 아마존 등 빅테크 업체들이 브로드컴, 마벨 등 주문형 반도체(에이식·ASIC) 기업과 손잡고 자체 AI 칩 제작에 나선 결과다.

이런 자체 칩은 애초의 목적에 맞게 설계된 만큼, 비용 효율성이 뛰어나는 평가를 받고 있다. 이에 주문형 반도체의 시장 점유율은 올해 22.3%까지 확대됐다.

주문형 반도체 시장은 내년엔 더 커진다. 모건스탠리에 따르면 최근 생성형 AI '제미나이3'의 출시로 주목을 받은 구글의 자체 AI 칩 '텐서처리장치(TPU)'의 생산량은 내년 400만대 수준에서 2027년 500만대, 이어 2028년 700만대로 급증할 것으로 기대된다.

엔비디아와 같이 그래픽처리장치(GPU)를 기반으로 범용 AI 가속기를 만드는 AMD도 시장 공략을 지속하고 있다. AMD의 올해 말 현재 시장 점유율은 5.8% 수준이다.

이런 탈(脫) 엔비디아 기조는 메모리 시장 판도도 바꿔놓고 있다.

최근 메모리 공급 부족 현상이 심화하면서, 메모리를 둘러싼 협업이 활발하다.

삼성전자는 엔비디아와 성능과 에너지 효율을 대폭 향상시킨 HBM4 공급을 긴밀하게 협의 중이다. 또 AMD의 AI칩 'MI350'에 HBM3E 12단 납품 중이며, HBM4 공급 방안도 논의 중이다. 이외에 브로드컴, 구글 등으로 수요처 다변화가 진행 중이다.

SK하이닉스 역시 엔비디아와 굳건한 협력을 이어가는 중이다. 차세대 AI 칩에 들어갈 HBM4 생산 협력은 물론, 초고성능 AI 낸드(SSD)도 공동 개발하고 있다. 아마존, 구글 등 빅테크 역시 SK하이닉스의 핵심 고객이다.

내년 차세대 AI 메모리 시장은 삼성전자-SK하이닉스 양강 구도로 전개될 것으로 예상되는 가운데, 국내 반도체 업계도 AI 반도체 판도 변화에 주목하고 있다.

엔비디아는 내년 하반기 '베라 루빈' AI 칩 출시를 통해 시장 점유율 확대를 모색 중이다. 이 제품은 엔비디아의 차세대 중앙처리장치(CPU) '베라'와 차세대 GPU '루빈' 등 회사의 기술력이 결집된 제품이다. 여기에 AI 추론 작업에 최적화된 '루빈 CPX'라는 파생 모델도 예고됐다.

엔비디아는 특히 기존 시스템을 그대로 활용할 수 있는 '드롭인(Drop-in compatible)' 방식으로 설계 전환을 시도하고 있다. 이는 결과적으로 기존 인프라를 그대로 두고, AI 칩만 사서 교체하면 된다. 새로운 서버를 사지 않아도 된다는 의미다. 에이식의 장점이었던 '가성비'를 함락할 수 있다는 평가가 나온다.

무엇보다 엔비디아는 신제품 출시 주기를 공격적으로 앞당기고 있는데, 개발 인력 측면에서 빅테크가 따라갈 수 없을 수 있다는 지적도 나온다. 소프트웨어, 최적화, 그리고 주변 생태계 등에서도 엔비디아가 압도적 우위다.

반면 빅테크 입장에선 엔비디아의 AI 가속기의 가격이 높은 반면 구글 TPU 등 성공 사례가 등장함에 따라 자체 칩 개발을 지속할 전망이다. 특히 HBM 시장 역시 자체 칩의 성능을 최적화하기 위한 맞춤형 HBM 채택이 가속화할 수 있다.

업계 관계자는 "내년 사업의 성패는 어떤 회사가 주요 고객사와 협력 구도를 갖출지에 달렸다고 봐도 과언이 아니다"라고 전망했다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]