AI반도체 시장 2030년 1200조원 전망···국내 기업 진입 지원 제언

추론용 NPU 수요 확대에 주목

상용화 경험·생태계 격차 해소 과제

그래픽=홍연택 기자

급성장하는 데이터센터용 인공지능(AI) 반도체 시장에 국내 기업이 안착하려면 초기 상용화 경험을 쌓을 수 있도록 정부 지원이 필요하다는 분석이 나왔다.

27일 한국수출입은행 해외경제연구소가 최근 발간한 보고서에 따르면 데이터센터용 AI반도체 시장은 2024년 1240억달러(약 170조원)에서 2030년 8600억달러(약 1200조원)로 확대될 전망이다. 이 기간 예상되는 연평균 성장률은 38%다.

지난해 시장 점유율은 엔비디아가 78.2%로 가장 높았다. 구글 4.7%, AMD 4.1%, 인텔 3.7%, 화웨이 2.6%가 뒤를 이었다.

보고서는 미국과 중국 등 소수 국가가 시장을 주도하고 있지만, AI 산업의 중심이 학습에서 추론으로 이동하면서 후발 기업의 진입 기회도 늘어날 것으로 봤다. 추론 서비스를 제공하는 기업들이 비용을 줄이기 위해 상대적으로 저렴한 AI반도체를 찾고 있다는 분석이다.

학습이 데이터를 통해 AI 모델의 성능을 갖추는 과정이라면, 추론은 학습을 마친 모델로 질문에 답하거나 결과를 생성하는 단계다. 서비스 이용에 따라 연산이 반복되는 만큼 추론용 반도체는 처리 성능뿐 아니라 운영 비용과 전력 효율도 중요한 비교 기준이 된다.

보고서는 엔비디아가 90% 이상을 점유한 그래픽처리장치(GPU) 분야에서 높은 가격과 전력 소모가 대안 수요를 키우는 요인이라고 설명했다. 국내 기업이 개발하는 신경망처리장치(NPU)는 추론에 특화해 상대적으로 적은 비용과 전력으로 높은 성능을 낼 수 있다는 평가다.

국내에서는 퓨리오사AI와 리벨리온이 2세대 NPU를 앞세워 시장 공략에 나서고 있다. 2017년 설립된 퓨리오사AI는 올해 초 2세대 칩 레니게이드(RNGD) 양산을 시작했다. 2020년 설립된 리벨리온은 올해 하반기 같은 세대 제품인 'REBEL 100'을 출시할 계획이다.

다만 설계 기술 확보와 시장 안착 사이에는 격차가 남아 있다는 진단이다. 보고서는 국내 기업이 칩 설계 역량은 갖췄지만 자본과 상용화 경험, 생태계에서는 선도 기업에 3년 이상 뒤처져 있다고 분석했다. 향후 3∼5년 안에 기업의 생존 여부가 갈릴 수 있는 만큼 조기에 사업 경험을 축적해야 한다는 점도 강조했다.

이를 위해 국산 AI반도체를 도입하는 기업에 세제 혜택이나 보조금을 제공해 위험 부담을 낮추는 방안을 제안했다. 해외 시장에서는 국내 기업의 공급망 진입을 돕는 정부 차원의 외교적 지원이 필요하다고 봤다.

특히 중동을 국내 기업이 진출 기회를 모색할 수 있는 시장으로 꼽았다. 현지 국가와 기업이 AI반도체 수출 규제 위험, 고가의 엔비디아 GPU 도입에 따른 투자비 부담, 전력·부지 제약 등을 이유로 대안을 찾고 있다는 설명이다.