▲ 사진=데일리연합 AI생성.

데일리연합 (SNSJTV) 김민제 기자 | 글로벌 AI 반도체 시장의 주도권을 둘러싼 경쟁이 더욱 치열해지는 양상이다. 엔비디아는 여전히 독보적인 입지를 고수하고 있으나, 후발 주자들의 추격이 거세지면서 시장 구도에 변화의 조짐이 나타났다.

특히 고대역폭 메모리(HBM)를 중심으로 한 국내 기업들의 기술 선점 움직임은 전체 AI 반도체 생태계의 핵심 변수로 부상했다. 이러한 경쟁 심화는 AI 기술 발전의 가속화와 무관하지 않다. 대규모 언어 모델(LLM)을 비롯한 생성형 AI의 확산으로 고성능 컴퓨팅 수요가 폭발적으로 증가하면서, 이를 처리할 수 있는 AI 반도체의 중요성이 극대화된 것이다.

기존 중앙처리장치(CPU) 중심의 컴퓨팅 환경으로는 방대한 AI 연산량을 감당하기 어려워지자, 그래픽처리장치(GPU)와 같은 병렬 연산에 특화된 반도체가 핵심 동력으로 자리 잡았다. 엔비디아는 CUDA 플랫폼을 기반으로 AI GPU 시장을 사실상 독점해 왔다.

그러나 구글, 아마존 등 빅테크 기업들은 자체 AI 칩 개발에 속도를 내며 엔비디아의 독주를 견제하려는 움직임을 보였다. 동시에 삼성전자(005930)와 SK하이닉스(000660)는 AI 가속기에 필수적인 HBM 기술 개발에 총력을 기울이며 고성능 메모리 시장에서 강력한 영향력을 행사하고 있다.

이들 기업은 HBM3E와 차세대 HBM 기술 로드맵을 선제적으로 제시하며 시장 선점을 위한 치열한 경쟁을 펼치고 있다. 2025년 하반기 주요 시장조사기관의 발표에 따르면, 글로벌 AI 반도체 시장 규모는 2026년 약 1,500억 달러를 넘어설 것으로 전망된다. 이는 2024년 대비 두 배 이상 성장한 수치이다.

특히 고대역폭 메모리(HBM) 시장은 2026년 전체 D램 시장의 30%를 차지할 것이라는 예측이 나왔다. 한국과학기술정보연구원(KISTI)은 2026년 AI 반도체 관련 특허 출원 건수가 전년 대비 20% 이상 증가할 것으로 예측하며 기술 경쟁의 심화를 수치로 보여주었다.

각국 정부 역시 AI 반도체 산업의 중요성을 인지하고 대규모 투자를 단행하고 있다. 미국은 '반도체 과학법(CHIPS and Science Act)'을 통해 자국 내 반도체 생산시설 구축에 수십억 달러를 지원하고 있으며, 유럽연합(EU) 또한 '유럽 반도체법(European Chips Act)'을 통해 2030년까지 전 세계 반도체 생산량의 20%를 유럽 내에서 담당하겠다는 목표를 세웠다.

한국 정부는 'K-반도체 벨트' 조성 계획의 일환으로 AI 반도체 연구개발(R&D)에 2026년까지 3조 원 규모의 예산을 투입한다고 밝혔다. (국가첨단전략산업 특별조치법 제9조)

AI 반도체 경쟁 구도는 엔비디아의 '초격차'가 유지될지, 아니면 다양한 플레이어들이 각자의 강점을 바탕으로 공존하는 '다극 체제'로 전환될지에 따라 시장 판도가 크게 달라질 전망이다.

HBM 기술을 선점한 삼성전자와 SK하이닉스는 AI 반도체 생태계 내에서 더욱 중요한 전략적 파트너십을 구축하며 존재감을 강화할 것으로 관측된다.

향후 독자들이 주목해야 할 포인트는 세 가지이다. 첫째, 각국 정부의 반도체 자국주의 정책이 글로벌 공급망에 미칠 영향이다. 둘째, 엔비디아를 제외한 다른 기업들의 AI 가속기 시장 진입 성공 여부이다. 셋째, 온디바이스 AI와 같은 엣지 AI 시장의 성장과 이에 특화된 저전력 AI 반도체 개발 경쟁의 양상이다.

이들 요소가 융합하며 2026년 이후 AI 반도체 시장의 지형은 더욱 복잡하고 역동적으로 변화할 것으로 분석된다.