IT 일반

‘엔비디아 욍조’ AI 가속기 시장 균열?...SK하닉-삼전 ‘투톱’ 온다

김기론 기자

입력 2025.11.30 15:41 수정 2025.11.30 15:42

공유: 공유

인쇄: 인쇄

URL: URL복사

댓글: 댓글

[이코노미스트 김기론 기자] 구글의 인공지능(AI) 전용 칩 ‘텐서처리장치(TPU)’가 성능 면에서 주목받으면서 엔비디아가 사실상 독점해온 AI 가속기 시장에 균열 조짐이 나타나고 있다. TPU 수요가 급증하면 핵심 부품인 고대역폭메모리(HBM) 시장에서도 삼성전자와 SK하이닉스가 ‘양강 구도’를 굳힐 것이라는 전망이 힘을 얻는다.

30일 업계에 따르면 구글의 최신 AI 모델 ‘제미나이3’가 높은 성능을 보이며 챗GPT를 위협하는 가운데, 이 모델을 학습시킨 구글 자체 추론 칩 TPU에 대한 관심이 커지고 있다. 최근 메타플랫폼(메타)이 수십억 달러 규모의 TPU 도입을 논의하고 있는 것으로 알려지면서, ‘탈(脫) 엔비디아’를 고민해온 빅테크 기업들이 TPU로 눈을 돌릴 가능성이 제기된다.

TPU는 GPU와 달리 특정 애플리케이션에 최적화된 주문형반도체(ASIC)로, 한 개의 장비에 6~8개의 HBM이 탑재된다. 이에 따라 AI 가속기 시장 확대로 GPU뿐 아니라 TPU를 통한 메모리 수요까지 추가 발생해 HBM 시장 성장세는 더 가파를 것으로 보인다. 업계 역시 GPU와 TPU가 대체재가 아닌 보완재로 공존할 가능성이 크다고 보고 있다.

삼성전자와 SK하이닉스는 이미 TPU 공급망의 핵심으로 자리 잡았다. 한국투자증권은 올해 구글 TPU용 HBM 공급 비중을 SK하이닉스 56.6%, 삼성전자 43.4%로 추정했다. 메리츠증권도 SK하이닉스가 약 60%의 비중을 차지할 것으로 내다봤다. SK하이닉스가 구글·브로드컴·AWS 등 주요 ASIC 고객사 대상 공급 우위를 확보하고 있다는 분석도 나온다.

다만 삼성전자의 추격 속도는 빨라지고 있다. 올해 하반기 기준 삼성전자가 구글·브로드컴에 더 많은 HBM 물량을 공급하고 있으며, 내년에도 대부분의 물량을 확보할 것이라는 전망이 제기된다. 특히 삼성전자가 브로드컴에 공급한 재설계 HBM3E 샘플이 긍정적 평가를 받은 것으로 알려지면서, 차세대 HBM4에서도 빠르게 점유율을 확대할 가능성이 제기된다.

양강 체제가 예상되는 가장 큰 이유로는 ‘캐파(생산능력)’ 격차가 꼽힌다. HSBC에 따르면 올해 말 기준 월간 HBM 생산능력은 SK하이닉스 16만장, 삼성전자 15만장으로 비슷한 수준이지만, 마이크론은 5만5천장에 그친다. 내년에도 삼성전자(17만장), 하이닉스(18만장)에 비해 마이크론(8만장)은 절반에도 미치지 못할 전망이다.

업계 관계자는 “AI 반도체 시장이 공급자 우위로 전환된 가운데 캐파가 곧 시장지배력”이라며 “TSV 공정 전환이 늦고 생산량이 적은 마이크론은 엔비디아 중심 공급에 의존할 수밖에 없어 TPU 시장 확장 속도를 따라가기 어렵다”고 말했다.

업계는 AI 가속기 수요 확대로 GPU와 TPU 양쪽에서 HBM 채택이 확대될 것으로 보고 있으며, 이에 따라 삼성전자와 SK하이닉스의 시장 주도권 경쟁도 한층 치열해질 전망이다.