AI반도체 1200조 시장 열린다…“향후 3~5년이 韓기업 생존 분수령”

수은 해외경제硏 “기술력 있지만 상용화·생태계 격차”
추론 AI 확산에 NPU 기회 확대
“초기 수요 창출·해외 공급망 진입 지원해야”

오는 2030년 1200조원 규모로 성장할 데이터센터용 인공지능(AI) 반도체 시장을 놓고 글로벌 경쟁이 격화하는 가운데 향후 3~5년이 국내 기업의 생존을 가를 분수령이 될 것이란 분석이 나왔다. 기술력을 갖춘 국내 팹리스가 시장에 안착할 수 있도록 정부가 초기 수요를 만들고 해외 AI 공급망 진입을 지원해야 한다는 지적이다.

27일 한국수출입은행 해외경제연구소에 따르면 데이터센터용 AI반도체 시장은 2024년 1240억달러(약 170조원)에서 2030년 8600억달러(약 1200조원)로 성장할 전망이다. 연평균 성장률은 38%에 달한다.

현재 시장은 엔비디아가 압도하고 있다. 지난해 기준 엔비디아의 데이터센터용 AI반도체 시장 점유율은 78.2%로, 구글(4.7%), AMD(4.1%), 인텔(3.7%), 화웨이(2.6%) 등을 크게 앞섰다.

다만 AI 시장의 중심축이 '학습'에서 '추론'으로 이동하면서 후발 업체에도 틈새가 열릴 수 있다는 게 연구소의 분석이다. 생성형 AI 서비스가 확산될수록 실제 이용자의 질문에 답을 생성하는 추론 연산이 급증하고, 데이터센터 운영비에서 반도체 가격과 전력 비용이 차지하는 부담도 커지기 때문이다.

특히 엔비디아의 그래픽처리장치(GPU)보다 가격과 전력소모를 낮춘 신경망처리장치(NPU)가 대안으로 주목받고 있다. NPU는 AI 추론 연산에 특화한 반도체로, 국내 기업들도 이 시장을 집중적으로 공략하고 있다.

대표 주자는 퓨리오사AI와 리벨리온이다. 2017년 설립된 퓨리오사AI는 올해 초 2세대 NPU '레니게이드(RNGD)' 양산에 들어갔다. 2020년 출범한 리벨리온도 올해 하반기 2세대 제품 'REBEL 100'을 출시할 예정이다.

문제는 상용화 경험과 생태계다. 연구소는 국내 기업들이 칩 설계 기술력을 확보했지만 자본력과 고객 확보, 소프트웨어 생태계, 실제 데이터센터 적용 경험 등에서는 글로벌 선도 업체와 3년 이상 격차가 있는 것으로 평가했다. AI반도체는 칩 자체 성능뿐 아니라 소프트웨어 호환성과 안정적인 공급 능력, 고객사의 사용 경험이 시장 확대를 좌우하는 만큼 조기에 레퍼런스를 확보하는 것이 중요하다는 것이다.

이에 따라 정부 역할도 기술개발 지원에서 '시장 진입 지원'으로 넓혀야 한다는 제언이 나왔다. 국산 AI반도체를 도입하는 기업에 세제 혜택이나 보조금을 제공해 초기 사용에 따른 위험 부담을 낮추고, 해외에서는 국내 기업이 현지 데이터센터와 공급망에 진입할 수 있도록 정부 간 협력을 강화할 필요가 있다는 것이다.

특히 중동 시장이 유력한 공략처로 꼽힌다. 중동 각국이 AI 인프라 투자를 확대하는 가운데 미국의 AI반도체 수출 규제 위험과 엔비디아 GPU의 높은 가격, 전력·부지 제약 등으로 대체 공급자를 찾으려는 수요가 커지고 있어서다.

연구소는 앞으로 3~5년 안에 글로벌 AI반도체 시장의 주요 사업자와 공급망 구조가 상당 부분 굳어질 가능성이 있는 만큼 국내 기업들이 이 기간 실제 고객과 상용화 경험을 최대한 빠르게 확보하는 것이 중요하다고 강조했다.

이선애 기자 lsa@asiae.co.kr