전례없는 급성장 “전력도 방산도 아니었다” …이제 시작이라는 ‘이 산업’

AI 수요가 폭발적으로 증가하면서, 전 세계가 또다시 반도체 부족 사태에 직면할 가능성이 제기되고 있다.

글로벌 컨설팅업체 베인앤드컴퍼니는 최근 발간한 연례 글로벌 기술 보고서에서 “AI 칩과 이를 탑재한 스마트폰, 노트북 등의 수요가 급증하면서 전 세계적으로 반도체 공급 부족이 발생할 수 있다”고 경고했다.

코로나19 팬데믹 당시, 재택근무 확산으로 인한 소비자 기기 수요 증가가 반도체 부족을 초래했던 상황이 다시 반복될 수 있다는 것이다. 이번에는 AI의 폭발적인 성장 때문이다.

특히 AI 모델 학습에 필수적인 데이터센터용 AI 칩 시장은 현재 엔비디아가 80% 이상을 차지하고 있다.

반면, 퀄컴과 같은 미국 반도체 업체들은 스마트폰과 PC에 AI 기능을 구현할 수 있는 ‘온디바이스’ 칩을 개발하고 있다. 이는 클라우드가 아닌 기기 자체에서 AI 앱을 실행하게 하는 기술로, 향후 반도체 수요를 더욱 가속화할 요인으로 꼽히고 있다.

AI 모델 훈련 위한 GPU와 AI 탑재 전자 기기 수요 증가 예상

보고서는 AI 모델 훈련에 필요한 GPU와 AI 탑재 전자 기기 수요가 반도체 공급 부족의 핵심 원인 중 하나가 될 것이라고 분석했다.

베인의 기술 실무 책임자인 앤 호커는 “GPU 수요 급증이 반도체 공급망에 압박을 주고 있다”며 “AI 기기의 확산과 PC 교체 주기의 단축이 맞물리면, 칩 공급망에 더욱 심각한 제약이 생길 것”이라고 우려했다.

베인은 AI 수요가 20% 이상 증가할 경우, 이미 복잡한 반도체 공급망의 균형이 깨지며 병목 현상이 발생할 가능성이 크다고 강조했다.

예를 들어, 엔비디아가 설계한 GPU는 대만의 TSMC에서 생산되고, TSMC는 네덜란드 ASML의 제조 도구에 의존하는 등 공급망이 복잡하게 얽혀있다. 하지만 수요가 급증할 경우 이 중 하나만 문제가 생겨도 전체 공급망이 영향을 받을 수 있다.

지정학적 긴장, 무역 제한, 중국과의 공급망 분리 등도 칩 공급의 큰 위험 요인으로 지목됐다. 보고서는 “공장 건설 지연, 자재 부족 등의 예측 불가능한 요인들까지 더해지면 반도체 공급은 더 큰 타격을 받을 수 있다”고 덧붙였다.

AI 관련 시장은 매년 40-55% 이상 성장하며, 2027년에는 시장 규모가 1조 달러에 이를 것으로 예상되고 있다. 이제 이 산업의 시작에 불과하다는 점에서, 앞으로의 성장이 어디까지 이어질지 귀추가 주목된다.