AI 혁명의 진짜 주인공은 반도체였다
지금 전 세계가 AI 열풍에 빠져있습니다. ChatGPT부터 시작해서 각종 AI 서비스들이 우후죽순 등장하고 있는데요, 이 모든 AI의 핵심에는 반도체가 있습니다.
AI가 학습하는 과정을 간단히 설명드리면, 숫자 1을 보여주고 “이게 1이야 7이야?”라고 묻는 것과 같습니다. 컴퓨터는 처음엔 틀리지만, 수없이 많은 데이터로 반복 학습하면서 점점 정확해집니다. 이 과정에서 필요한 건 복잡한 계산이 아니라 1+1, 2+3 같은 간단한 계산을 엄청나게 많이, 빠르게 하는 거죠.
엔비디아가 AI 시장을 주도하는 이유
바로 여기서 GPU가 중요한 역할을 합니다. CPU가 대학교수라면, GPU는 초등학생 1만 명이 동시에 문제를 푸는 것과 같다고 보시면 됩니다. 복잡한 문제 하나를 푸는 건 교수님이 빠르지만, 간단한 계산 1만 개를 동시에 처리하는 건 초등학생 1만 명이 훨씬 빠르죠.
이런 이유로 엔비디아가 AI 시장을 독점하다시피 하고 있습니다. 구글, 아마존, 마이크로소프트 같은 빅테크 기업들이 모두 엔비디아에게 줄을 서고 있는 상황이에요. 데이터센터를 AI용으로 전환하려면 엔비디아 GPU가 필수이기 때문입니다.
TSMC 독점 구조에 균열이 생기다
그런데 여기서 문제가 하나 있었습니다. 엔비디아가 설계한 AI 칩을 실제로 만들 수 있는 회사가 TSMC 거의 한 곳뿐이었다는 거예요. 삼성전자도 파운드리 사업을 하고 있지만, 기술력 차이로 인해 주요 물량을 따내지 못하고 있었습니다.
하지만 일론 머스크가 게임 체인저 역할을 했습니다. 테슬라가 삼성전자에게 “너도 할 수 있을 텐데, 기회를 못 잡고 있는 거 아니야?”라면서 직접 협력을 제안한 거죠. 심지어 머스크는 “안 되면 내가 텍사스 삼성 공장 근처에서 잘게”라고 할 정도로 적극적이었다고 합니다.
23조원 계약의 의미
이렇게 해서 삼성전자가 테슬라의 AI 칩 ‘AI5’ 개발에 참여하게 되었고, 약 23조원 규모의 파운드리 계약을 따내는 성과를 거두었습니다. 그동안 분기마다 수조원씩 적자를 냈던 파운드리 사업이 드디어 전환점을 맞은 거죠.
이는 단순히 한 건의 계약이 아닙니다. TSMC가 독점하던 시장에 삼성전자가 본격적으로 진입할 수 있는 발판을 마련한 거예요. 앞으로 더 많은 AI 칩 제조 물량을 확보할 가능성이 열린 셈입니다.
HBM에서 벌어지는 한국 기업들의 활약
AI 칩만큼 중요한 게 바로 HBM(고대역폭 메모리)입니다. AI 학습 과정에서 데이터가 빠르게 이동해야 하는데, 기존 메모리로는 속도가 부족했거든요. 마치 1차선 도로를 12차선으로 확장하는 것과 같다고 보시면 됩니다.
SK하이닉스는 이미 HBM 분야에서 세계 최고 수준의 기술을 보유하고 있습니다. 엔비디아의 주요 파트너로서 HBM 공급을 담당하고 있죠. 삼성전자도 HBM 생산에 뛰어들면서 경쟁이 치열해지고 있습니다.
발열 문제, 해결책이 나왔다
삼성전자가 HBM에서 고전했던 이유 중 하나가 발열 문제였습니다. 성능은 괜찮은데 열이 너무 많이 나서 데이터센터에서 사용하기 어려웠거든요.
하지만 엔비디아의 새로운 아키텍처인 ‘루빈’에서는 발열 기준이 완화되었습니다. 애초에 성능이 워낙 좋아서 수냉식 냉각 시스템을 전제로 설계되었기 때문이에요. 여름에 선풍기로 안 되면 에어컨, 그것도 안 되면 물에 들어가야 하는 것처럼, 이제는 아예 물로 식히는 시스템이 기본이 된 거죠.
AMD도 경쟁에 뛰어들다
엔비디아 독점에 불만을 가진 오픈AI가 AMD와 손을 잡았습니다. “엔비디아만 있으니까 가격도 비싸고 마진도 70%나 되는데, 다른 선택지가 없나?”라는 고민에서 출발한 거죠.
AMD는 아직 경험이 부족하지만, 오픈AI의 적극적인 지원을 받아 2028년까지 경쟁력 있는 AI 칩을 만들겠다고 나섰습니다. 이는 삼성전자와 SK하이닉스에게도 새로운 기회가 될 수 있어요.
NAND까지 호황, 삼성전자 대박 행진
AI 붐으로 인해 예상치 못한 수혜를 보는 분야가 있습니다. 바로 NAND 플래시 메모리예요. 처음에는 “AI에는 빠른 처리만 중요하지, 저장용 메모리는 별로 필요 없어”라고 생각했는데, AI 데이터센터가 커지면서 저장 공간도 엄청나게 필요해진 거죠.
그동안 NAND 시장이 침체되어 공급량을 줄여놨던 상황에서 갑자기 수요가 폭증하니, 삼성전자 입장에서는 더할 나위 없이 좋은 상황이 된 겁니다.
협상력이 달라진 한국 기업들
과거에는 삼성전자가 “돈 안 벌어도 되니까 원가에 해드릴게요”라고 하면서라도 실적을 쌓으려 했습니다. 하지만 이제는 상황이 완전히 달라졌어요.
테슬라도 있고, AMD도 있고, 여러 고객사들이 줄을 서니까 “잠깐, 가격 계산 다시 해볼까요?”라고 할 수 있게 된 거죠. 이는 삼성전자와 SK하이닉스의 협상력이 크게 향상된 것을 의미합니다.
반도체 슈퍼사이클의 실체
2017-2018년에도 비슷한 반도체 슈퍼사이클이 있었습니다. 그때는 빅테크들이 “지금 10개 있는데 100개까지 늘려야 할 것 같은데”라고 하면서 물량을 요구했죠. 하지만 나중에 “생각해보니 그 정도는 필요 없고 절반만 줘”라고 하면서 가격이 폭락한 경험이 있어요.
이번에도 비슷한 패턴일 가능성이 있습니다. 하지만 AI라는 메가트렌드가 실제로 얼마나 지속될지, 정말로 이만큼의 수요가 있을지는 계속 지켜봐야 할 부분이에요.
한국의 AI 생태계 포지션
“엔비디아는 저렇게 날아다니는데 우리는 뭘 하고 있나”라고 생각할 수도 있지만, 사실 전 세계적으로 봐도 한국만큼 AI 생태계에 참여할 수 있는 나라가 많지 않습니다.
미국과 중국을 제외하면, 삼성전자와 SK하이닉스처럼 핵심 부품을 공급할 수 있는 기업을 가진 나라는 드물어요. 여기에 데이터센터 건설 같은 인프라 분야까지 고려하면, 한국이 AI 3대 강국이 되는 것도 충분히 가능한 시나리오입니다.
AI 혁명의 진짜 승자는 화려한 서비스를 만드는 회사가 아니라, 그 뒤에서 묵묵히 핵심 부품을 공급하는 기업들일지도 모릅니다. 그리고 그 중심에 한국 기업들이 서 있습니다.