인공지능(AI) 시대 개막과 함께 글로벌 빅테크사들이 AI반도체 자체 개발을 추진하며 AI반도체 시장도 빠르게 성장하고 있다. 그 속에서 차세대 메모리반도체 기술 경쟁력을 갖춘 삼성전자와 SK하이닉스의 존재감이 두드러졌다. 글로벌 파운드리(반도체 위탁생산) 업계의 초미세 공정 경쟁도 격화되고 있는 상황. 「AI반도체 뜬다」 3회 기획을 통해 AI반도체의 빠른 변화 속에서 우리 기업들이 마주한 현주소를 짚어본다.

[서울=뉴스핌] 김지나 김정인 기자 = 구글, 메타, 아마존 등 글로벌 빅테스 사들이 자체 인공지능(AI)반도체 개발에 나선 가운데, 전세계 메모리반도체 주도권을 쥐고 있는 삼성전자, SK하이닉스 영향력이 확대되고 있다. AI반도체 개발을 위해선 고대역폭메모리(HBM) 등 차세대 매모리가 필수적이라 이들이 AI칩을 자체 개발하기 위해선 삼성전자와 SK하이닉스 협조가 필요하기 때문이다.

◆구글, MS에 이어 오픈AI까지...판 커지는 AI반도체

22일 업계에 따르면 페이스북 모회사 메타의 마크 저커버그 최고경영자(CEO)가 이달 말 한국을 방문할 것으로 알려졌다. 저커버그가 방한하면 이재용 삼성전자 회장을 만나 AI반도체 관련 협업을 논의할 가능성이 높은 상황이다.

현재 메타는 엔비디아 AI반도체 확보 경쟁으로 수급이 불확실해지자 차제 AI칩 개발에 나서고 있다. 이 같은 흐름은 비단 메타 뿐 아니라 구글, 마이크로소프트(MS), 아마존 등도 마찬가지다. 구글은 지난해 AI 모델을 학습시키기 위해 자체 개발한 AI 슈퍼컴퓨터 'TPU v4'를 공개했고, 이 컴퓨터에는 자체 개발한 AI칩을 탑재했다. MS는 AI추론 전용칩 '아테나'를 개발하고 있으며 이것을 위해 AMD와 협력하고 있다. 아마존의 경우 아마존웹서비스(AWS)를 통해 AI 추론칩 'AWS 인퍼런시아(AWS Inferentia)'을 개발했다.

지난해 오픈AI의 '챗GPT'가 전세계에서 인기를 끌며 AI 시장이 개화한 가운데, 빅테크사들이 AI서비스 운영에 필요한 비용을 절감하기 위한 방안으로 AI칩 자체 개발에 나서고 있는 것이다.

이규복 한국전자기술연구원 부원장은 "샘 올트만이나 저커버그의 경우 자체적인 AI 프로세스 솔루션을 가져가려고 하고 있고, 데이터센터를 구축하고 거기에 들어가는 메모리와 AI프로세스가 필요한 상황"이라며 "엔비디아 점유율이 현재 너무 높고 가격은 폭리가 크기 때문에 엔비디아로 부터 독립하려는 움직임으로 볼 수 있다"고 설명했다.

오픈AI CEO 샘 올트만은 AI용 반도체를 직접 개발하겠다며 대규모 자금 조달에 나선 상황이다. 자금조달 규모는 5조~7조 달러(6600조~9300조원)로 샘 올트만 계획의 현실 가능성은 의문이지만, 업계에선 샘 올트만의 이 같은 움직임으로 AI반도체 판이 커질 수 있다는 점에 주목하고 있다.

오픈AI 뿐 아니라 손정의 소프트뱅크 회장 역시 AI반도체 공급을 위해 최대 1000억 달러(약 133조원) 규모의 펀드 조성을 추진 중인 것으로 알려졌다. 300억 달러(약 40조원)는 소프트뱅크가 출자하고 나머지 700억 달러(약 93조원)는 투자를 받는다는 계획으로, 이를 통해 소프트뱅크 반도체 설계 자회사인 Arm을 보완하면서 AI반도체 시장에서 입지를 다진다는 계획이다.

◆HBM 등 차세대 메모리 역할 필수...삼성전자·하이닉스엔 新기회

AI반도체 판이 커지고 있는 상황에 메모리반도체를 생산하는 삼성전자와 SK하이닉스 입자에서 긍정적인 점은 AI는 대규모 데이터 처리와 복잡한 계산 및 패턴 인식과 같은 작업에 탁월한 성능을 발휘하는 반도체가 필요한데, 이것을 위해선 한국 기업들이 가지고 있는 고성능 메모리 반도체 기술이 필수라는 점이다.

지난해 메모리반도체 업황 악화 상황 속에서도 HBM 시장이 빠르게 성장했다. HBM은 AI반도체 안에서 AI 작업의 성능을 최적화하고, 효율적인 데이터 전송과 에너지 관리를 해 주는 역할을 한다. 이 때문에 샘 올트만 CEO는 지난달 26일 한국을 찾아 삼성전자 경영진과 최태원 SK그룹 회장 등을 잇따라 만나며 국내 기업에 협조를 구했다.

반도체 업계 관계자는 "AI반도체 자체 개발 흐름은 AI반도체 시장 파이가 커진다는 측면에서 우리나라 기업에 긍정적일 수 있다"면서 "메모리 시장이 정체된 상황에 새로운 모멘텀이 없는데, AI 모먼트로 시장이 커지면 삼성전자와 하이닉스 입장에선 물건을 팔 수 있는 새로운 기회가 생기는 것"이라고 말했다.

박재근 한국반도체디스플레이기술학회 회장은 "구글이나 오픈AI가 하려고 하는 것은 AI반도체를 직접 설계하려고 하는 것인데, HBM은 삼성이나 하이닉스에서 사고 패키징한 시스템을 직접 하고 싶은 것"이라며 "이 경우 HBM을 많이 써야 하는 만큼 한국 기업들에겐 긍정적"이라고 강조했다.

abc123@newspim.com