AI 반도체 공급망 재편과 한국 기업 대응 전략
AI 시대의 핵심 인프라는 바로 반도체입니다. 트럼프의 추가 관세 조치 이후 글로벌 반도체 공급망이 빠르게 재편되며, 미국·한국·대만·중국의 기술 경쟁이 그 어느 때보다 치열해지고 있습니다. 이번 글에서는 AI 반도체 시장의 흐름, 주요 기술 트렌드, 한국 기업들의 대응 전략을 중심으로 살펴봅니다.
핵심 요약
- 엔비디아는 2025년 3분기 기준 AI GPU 시장 점유율 약 80% 유지
- AMD와 인텔은 AI 가속기 분야에서 점유율 20% 확보
- 삼성전자·하이닉스는 HBM 공급망에서 핵심 포지션 유지
- 리벨리온·퓨리오사AI 등 한국 AI 반도체 스타트업이 고성능 칩 상용화 단계 진입
- 미국·중국 간 반도체 수출 통제 강화로 공급망 이원화 본격화
1) 글로벌 AI 반도체 시장 구조
AI 반도체 시장은 2025년 기준 약 2,200억 달러 규모로 성장했습니다. 전체 반도체 시장의 17%를 차지하며, 데이터센터와 엣지 디바이스 양쪽에서 수요가 폭발적으로 증가하고 있습니다. AI 칩은 GPU, NPU, ASIC, FPGA로 구분되며, 현재 가장 큰 비중을 차지하는 것은 GPU 기반 연산입니다.
엔비디아는 H100·B100·GB200 시리즈로 시장 점유율 80%를 유지하고 있고, AMD MI300 시리즈가 점유율 10%, 인텔 Gaudi3가 약 5~7% 수준입니다. 최근에는 중국 기업들이 자체 개발한 AI 칩을 내놓고 있지만, 미국 수출 규제로 글로벌 진입이 어려운 상태입니다.
2) 한국 기업의 포지션: 메모리와 AI 연산의 교차점
AI 연산에는 대용량 데이터 전송이 필수적입니다. 이 부분에서 한국 기업들이 세계 시장을 주도하고 있습니다. 삼성전자와 SK하이닉스는 고대역폭메모리(HBM) 시장의 70% 이상을 점유하고 있으며, AI 서버와 데이터센터 수요가 늘면서 실적 호조를 이어가고 있습니다.
특히 하이닉스는 HBM3E를 양산했고, 삼성전자는 차세대 HBM4 개발에 들어갔습니다. HBM은 AI GPU와 NPU의 처리 속도를 높이는 필수 부품으로, 미국 반도체 기업들의 주요 고객으로 자리잡았습니다.
3) AI 반도체 스타트업의 부상
한국에서는 리벨리온, 퓨리오사AI, 딥엑스 같은 AI 반도체 전문 스타트업들이 빠르게 성장 중입니다. 리벨리온은 서버용 AI 칩 ‘ATOM’을 SKT 데이터센터에서 상용화했고, 퓨리오사AI는 엣지 AI 칩 ‘워보이(Warboy)’를 양산 단계에 올렸습니다. 정부도 2025년 기준 2,000억 원 규모의 AI 반도체 펀드를 조성해 민간 투자 유도를 확대하고 있습니다.
4) 미국·중국 간 공급망 분리 심화
2025년 하반기 들어 미국의 대중 반도체 수출 규제가 한층 강화됐습니다. 특히 AI GPU·NPU와 관련된 장비, 소프트웨어, IP 이전이 금지되면서 중국은 자체 반도체 공급망을 구축하려는 움직임을 가속화하고 있습니다.
중국은 화웨이·Biren·Moore Threads 등을 중심으로 독자 칩 생태계를 강화하는 중이며, 미국은 엔비디아·AMD·TSMC·삼성전자 등과 협력해 ‘비(非)중국 공급망’을 확립하고 있습니다.
5) 한국 기업의 전략 포인트
- 메모리 중심에서 AI 연산용 칩 설계로 확장: 삼성전자·하이닉스 모두 NPU 구조 연구 강화
- 미국·유럽 고객사 협력 확대: 엔비디아·AMD·구글·마이크로소프트와의 파트너십 유지
- AI 반도체 스타트업과 협력 생태계 구축: 리벨리온·퓨리오사·딥엑스 등 공동 프로젝트 증가
- 정부 주도의 반도체 R&D 투자 확대: 2030년까지 누적 5조 원 규모 계획
6) 향후 전망
전문가들은 2026년 이후 AI 반도체 시장의 구조가 두 갈래로 나뉠 것으로 보고 있습니다. 하나는 데이터센터 중심의 초고성능 GPU 시장, 다른 하나는 모바일·엣지 중심의 경량화 NPU 시장입니다. 한국은 이 두 영역 모두에서 기술력과 생산 능력을 확보한 몇 안 되는 국가 중 하나로 평가받고 있습니다.
AI 반도체 경쟁은 단순한 기술 싸움이 아니라, 정책·공급망·산업 인프라가 복합적으로 작용하는 ‘총체전’에 가깝습니다. 한국의 대응 전략은 글로벌 동맹과 기술 내재화를 병행하는 방향으로 진화 중입니다.
7) 마무리
AI 반도체는 미래 산업의 핵심이자, 국가 간 전략 경쟁의 중심에 있습니다. 한국은 메모리 강국에서 AI 반도체 강국으로 전환하는 과정에 있으며, 기업 간 협력과 정부의 기술 투자 확대가 결합되면 2026~2028년 글로벌 시장 점유율 상승이 예상됩니다.
공식 기사로 더 자세한 내용을 확인해 보세요
Reuters AI 반도체 리포트 바로가기출처: Bloomberg, Reuters, KED Global, ET뉴스, 조선비즈 (2025.10.13 기준)