엔비디아 '일강시대' 드디어 끝? 갈라진 최강 라이벌 이름-다이아몬드(일본)

[황사 人-박준호]

엔비디아 '일강시대' 드디어 끝? 갈라진 최강 라이벌 이름 / 1/1(목) / 다이아몬드 온라인

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エヌビディア「一強時代」がついに終焉？割って入った「最強ライバル」の名前（ダイヤモン

엔비디아 '일강시대' 드디어 끝? 갈라진 최강 라이벌 이름 / 1/1(목) / 다이아몬드 온라인

반도체 사업에서 독주 상태인 미국 엔비디아. 주가도 호조를 보여 미국 증시가 최고치를 경신할 때 견인차 역할을 했다. 도대체 언제까지 독주가 계속될 것인가? 사실 조금씩 판도에 변화의 조짐이 나타나고 있다. 엔비디아의 최대 경쟁자는 관련 부재를 주로 한국 기업에서 조달하고 있다. 이 변화를 따라가지 못하면 일본 기업의 경쟁력은 저하되어 버릴 것이다. (타마대학 특별초빙교수 마카베 아키오)

● 엔비디아의 독주는 언제까지 계속될 것인가

현재 세계 AI칩 시장은 화상처리 반도체(GPU)를 주력 제품으로 하는 미국 엔비디아의 1강 체제에 있다. 해당 반도체에는 전력 소비량의 과제가 있지만, 당분간 엔비디아의 '블랙웰'의 우위성이 계속될 것이라는 견해가 대부분이다.

도대체 언제까지 이 상황이 계속되는 거지? 사실 조금씩 반도체 산업의 판도에 변화의 조짐이 나타나고 있어. 그중 하나가 미국 구글 텐서프로세싱유닛(TPU)의 등장이다.

구글은 최신 TPU를 미국 AI 신흥 앤솔로픽에 공급한다. 인공 초지능(ASI) 개발에 임하는 미 메타(구 페이스북)도, 구글제의 TPU를 도입한다고 보도되었다. 중국에서도 AI칩 신흥의 중호심영(CL테크) 등이 새로운 연산칩을 공급하고 있다.

아마 앞으로 조금씩, AI칩 분야에 있어서의 엔비디아 일강 체제는 바뀌어 갈 것이다. 미국 오픈 AI처럼 자사의 AI나 AI 로봇에 최적의 칩을 만들어내기 위해 자체적으로 반도체 설계나 개발을 중시하는 기업도 늘어날 것으로 보인다.

이에 따라 국제적인 수평분업체제가 그 어느 때보다 중요해질 것이다. 소프트웨어 분야에서 뒤처진 우리나라는 반도체 수탁제조(파운드리)와 반도체 제조장치, 관련 부재 분야에서의 경쟁력 향상을 서둘러야 한다.

대응이 늦어지면 일본 경제의 재흥이 멀어져 버린다. 지금은 오히려 기회가 오고 있고, 민간기업도 적극적인 사업 전개를 생각해야 한다.

● 불꽃 튀는 반도체 업계의 최신 상황

세계 반도체 시장에서 엔비디아가 독주하고 있다. 2025년 11월~26년 1월 실적(동사의 제4사분기 결산)은, 매상고가 전년 동기비 65%증가의 약 650억 달러(약 10조 2000억엔)이 될 계획이다. 이는 주식 분석가들의 사전 예상 평균(약 620억 달러)을 웃돈다.

시장조사에서 2024년 말 엔비디아는 AI 칩 시장에서 80%의 점유율을 차지했다. 또, 25년 4~6월기, AI의 학습과 추론에 사용 가능한 GPU의 점유율은, 엔비디아가 88%에서 94%로 확대한 한편, 미 AMD는 12%에서 6%로 저하했다는 시산도 있다.

그동안 미국 인텔은 대형 IT기업의 요구에 부응할 수 있는 AI칩을 공급하지 못한 것으로 보인다. 인텔은 AI 붐을 놓쳤다. 1990년대 이후, 동사는 인터넷 혁명에 대응해, 미 마이크로소프트의 Windows OS 대응의 중앙 연산 처리 장치(CPU)에서 세계 톱이 되었다. 그런데 이후 AI 흐름을 따라잡지 못해 경쟁력을 잃게 됐다.

메모리 반도체 분야에서도 AI 관련 대응력이 반도체 관련 기업의 우승 열패를 갈랐다. 국내 SK하이닉스는 엔비디아의 AI 칩 연산 속도에 대응한 광대역 메모리(HBM)를 빠르게 공급했다. SK하이닉스는 D램 시장에서도 삼성전자로부터 1위 자리를 빼앗았다.

그것을 뒤쫓는 것이, 미국 마이크론·테크놀로지다. 11월 하순, 동사는 일본 정부의 보조를 포함해 총액 1.5조엔의 추가 투자를 히로시마현에서 실시한다고 보도되었다. 중장기적인 HBM 수요 증가에 대응하는 전략으로 풀이된다. 그보다 앞서 지난 9월에는 과거 D램 세계 1위였던 삼성전자가 엔비디아가 요구하는 HBM 테스트를 통과했다는 보도가 나오기도 했다.

반면 반도체 파운드리 분야에서는 회로 선폭을 줄이는 미세화로 앞선 대만 적체전로제조(TSMC)가 독주하고 있다. 25년 6월말의 파운드리 시장에서 TSMC는 약 70%의 점유율을 확보했다.

다소 기세가 그늘진 삼성전자는 파운드리 분야에서도 양품률 향상에 고전한 것으로 보인다. 삼성전자는, 중국의 중심 국제 집성전로 제조(SMIC)에 쫓기고 있다는 지적도 있다.

● AI 칩 시장서 성장 노린 구글

엔비디아 1강으로 나누어 들어가, 쉐어 획득을 목표로 하는 것이 미 구글이다. 동사는 독자적인 연산 칩 TPU의 개발 체제를 강화하고 있다.

구글은 7세대에 걸친 TPU를 개발해 왔다. TPU는, 검색 알고리즘의 기능 향상이나 자사 스마트폰의 「픽셀」「Gemini」(제미니) 등의 AI 모델 개발에 사용했다. 즉 주로 자사 사용이 메인이며 설계는 미국 브로드컴, 제조는 TSMC와 협업하고 있다.

올해 4월에는 7세대 AI 서버 '아이언우드'를 선보이며 외부 판매도 본격화하고 있다. 아이언우드의 설계사상은 엔비디아의 GPU와는 다르다.

엔비디아는 게임의 화질 향상을 목표로 GPU를 설계·개발했다. 소프트웨어의 「CUDA」(쿠다)와 조합해 사용하면, AI의 학습, 추론 등 범용적인 사용이 가능. 단지, 멀티태스킹형인 만큼, 소비하는 전력량에 과제가 남는다.

아이언우드는 엔비디아의 최신 AI 서버 GB200 NVL72의 약 100배 칩을 탑재한다. 구글은 계산 능력을 높여 AI 학습보다 추론에 특화된 칩을 개발했다. 기능을 좁힌 만큼, 엔비디아의 GPU의 10분의 1 정도의 코스트로 끝난다는 지적도 있다.

TPU를 채용하는 기업은, 메타나 언솔로픽 뿐만이 아니다. OpenAI의 공동 창업자 일리야 사츠키바씨가 설립한, 세이프·슈퍼 인텔리전스, 미 세일즈 포스, 화상 생성 AI의 미드 저니등도 TPU를 채용한 것 같다.

중국에서도 새로운 AI칩 실용화가 가속화되고 있다. 11월 하순, 반도체 스타트업 기업의 CL테크가 개발한 범용형의 TPU, 「찰나」(Chana)가 밝혀졌다. CL테크를 창업한 사람은 구글의 24세대 TPU 개발에 종사한 인물이다.

해당 반도체는, 엔비디아의 A100(20년 발표)과 비교하면, 연산 능력은 1.5배가 되어, 소비 전력량은 30% 저감, 운용 코스트는 42% 저감한 것 같다. 또 회로 선폭 12나노미터(나노는 10억분의 1)의 제조라인에서 생산된 것으로 알려졌다.

● 엔비디아 일강체제 무너질 듯

구글의 TPU를 사용하는 기업이 늘어나는 요인은 연산 능력의 높이에다 엔비디아의 GPU 공급 부족, 전력 공급 문제 등 복합적이다. 소프트웨어를 포함한 편리성 때문에, 실은 엔비디아의 칩을 사용하고 싶지만, 생각처럼 손에 넣을 수 없는 사정도 있을 것이다.

여기에 더해 주목해야 할 것은 칩 기능의 분화다. 병원에서 일반 외래와 긴급 외래가 나뉘어 있듯이 기능을 나누는 것이 효율적인 경우는 많다. TPU에 주목이 늘어난 배경에는 AI의 학습과 추론마다 최적의 기능을 가진 칩을 사용해야 한다는 생각이 기본에 있다.

또 용도에 맞게 맞춤형 칩 수요가 늘기도 했다. 같은 프로세스의 경우에도 어프로치나 사고방식이 다른 경우도 있다. 미국 오픈AI는 브로드컴과 협업해 자체 반도체 개발 체제를 확장하고 있다. 그러한 흐름을 보면, 향후, 반도체의 자사 개발에 임하는 기업은 증가할 것이다.

엔비디아의 GPU가 반드시 최고의 AI 칩은 아니다. 당장은 아니지만 AI칩 분야의 엔비디아 1강 체제는 바뀔 것으로 예상된다. 그에 따라, 세계의 반도체, 나아가 산업계에는 중대한 임팩트가 미칠 것이다.

메모리 반도체 분야에서는 아마 점유율 변동이 일어날 것이다. 파운드리 분야에서도 학습용, 추론, 데이터 보존 등 용도별 칩 제조 기술의 향상이 요구될 것이다. AI로 칩 디자인, 개발을 하는 기업이 늘어남에 따라 파운드리의 중요성은 더욱 높아질 것으로 전망된다.

어지럽게 변하는 AI 관련 변화에 일본 기업은 대응할 수 있을까. 구글은 TPU의 관련 부재를 주로 한국 기업에서 조달한 것으로 보인다. 환경변화 대응이 늦어지면 우리나라 반도체 제조장치와 불화수소, 감광재 등 반도체 관련 부재 기업의 경쟁력이 떨어질 것이다.

현 시점의 경쟁력이 그대로 중장기적인 성장을 보장한다고는 할 수 없다. 전략물자인 반도체의 재흥은 우리 경제의 부침에 관계된다. 다카시 정권은 반도체를 중심으로 과녁을 맞춘 산업 정책을 실행하는 것이 급선무다. 세계 AI 반도체, AI 로봇 등 첨단 분야의 수요를 끌어들여 산업·경제 체제 확립을 서둘러야 한다.

마카베 아키오