세계 1위 인공지능(AI) 가속기 업체인 엔비디아가 대만 파운드리 기업 TSMC에 생산라인을 추가 배정해 달라고 요청했다.

마이크로소프트와 구글 등 8개 빅테크가 내년에 인공지능 등에 6020억달러를 투자하기로 한 만큼 인공지능 가속기 수요도 대폭 확대될 것으로 예상되기 때문이다.

이에 따라 엔비디아 인공지능 가속기에 들어가는 고대역폭메모리(HBM)를 생산하는 SK하이닉스와 삼성전자 생산 물량도 함께 늘어날 가능성이 높아졌다.

엔비디아, TSMC에 “라인 늘려달라” 직접 요청

11일 업계에 따르면, 지난 8일 대만을 방문한 젠슨 황 엔비디아 CEO는 웨이저자 TSMC 회장을 직접 만나 AI 가속기 생산 확대를 위한 라인 증설을 요청했다.

황 CEO는 기자들과 만난 자리에서 “AI 가속기 수요가 지금까지 본 적 없는 수준”이라며 생산 확대 요청 사실을 확인했다. 현재 TSMC 매출에서 엔비디아가 차지하는 비중은 약 11%로, 애플에 이어 두 번째로 높은 수준이다.

이 때문에 TSMC는 내년 하반기 출시 예정인 엔비디아의 차세대 AI 가속기 ‘베라 루빈’에 대응하기 위해 3나노미터(㎚) 공정 라인을 증설할 계획이다.

이에 따라 대만 남부 과학단지에 있는 3나노 라인의 생산 능력은 기존 월 10만개에서 16만 개로 늘어날 전망이다.

AI 투자 경쟁, 메타부터 바이두까지 ‘폭발’

TSMC 증설 요청은 단지 한 기업의 판단이 아니다. AI 가속기 수요는 글로벌 전역에서 빠르게 커지고 있다. 특히 미국과 중국의 빅테크들이 AI 데이터센터 구축에 앞다퉈 자금을 쏟아붓고 있다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면, MS, 구글, 메타, 아마존, 오라클, 텐센트, 알리바바, 바이두 등 8개 글로벌 빅테크 기업의 올해 설비 투자액은 4306억달러(약 627조원)로, 전년 대비 무려 65% 증가했다.

특히 내년에는 이 수치가 6020억달러(약 878조원)에 이를 것으로 보인다. 메타는 지난 7일 미국 내 AI 산업에 3년간 6000억달러를 투자하겠다고 발표했고, 구글도 연내 설비 투자 규모를 최대 930억달러까지 확대했다.

구글 측은 “클라우드 수요가 급증하면서 이를 감당할 데이터센터 인프라가 절실해졌다”고 밝혔다.

한편 AI 산업 확장에 따라 HBM 수요도 함께 치솟고 있다. 특히 엔비디아의 최신 AI 가속기 ‘B200’에는 HBM3E 8개, 총 180GB 용량이 탑재된다. 이 HBM은 삼성전자와 SK하이닉스만이 공급하고 있다.

현재 업계에서는 AI 인프라 병목 현상의 주요 원인 중 하나로 HBM 부족을 꼽고 있는데 이에 따라 두 기업도 대응에 나섰다.

삼성전자는 최근 실적설명회에서 HBM 생산 확대 방침을 공식화했다. 현재 평택 공장에서는 HBM4(6세대) 양산 준비에 박차를 가하고 있으며, SK하이닉스 역시 청주 M15X 신공장에 HBM4 생산용 장비를 본격 반입하기 시작했다.

젠슨 황 CEO는 “이제는 패키징이 아닌, 메모리가 병목을 일으키는 주된 요소가 됐다”며 “AI가 성장하는 단계에서 어느 정도의 공급 부족은 불가피하다”고 밝혔다.