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2025년 AI 반도체 시장 동향과 메모리 공급망 경쟁 분석

일반 리포트 2025년 06월 15일
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목차

  1. 글로벌 AI 반도체 경쟁 구도
  2. 메모리 공급망 재편과 HBM 경쟁
  3. 국내 AI 반도체 정책 및 업계 대응
  4. 투자자 시각과 미래 전망
  5. 결론

1. 요약

  • 2025년 6월 현재, 글로벌 AI 반도체 시장의 판도는 엔비디아의 압도적인 시장 점유율 아래에서 AMD와 메모리 공급망의 다변화가 두드러진 상황입니다. 엔비디아는 80% 이상의 시장 점유율을 기록하며 AI 관련 반도체 판매에서 눈에 띄는 성장을 이루었습니다. 이는 데이터 센터와 클라우드 서비스 제공업체들 사이에서 엔비디아의 MI 시리즈가 최적의 솔루션으로 자리 잡은 결과로 볼 수 있습니다. 젠슨 황 CEO는 경쟁이 심화되는 상황에서도 엔비디아의 기술력에 대한 자신감을 표명했습니다. AMD는 최근 인스팅트 MI350 시리즈를 출시하며 AI 애플리케이션에 대한 경쟁력을 강화하고 있습니다. 특히, 삼성전자와의 협력을 통해 HBM3E 메모리를 채택하여 성능 향상을 도모하였고, 미래에는 HBM4 기반의 MI400 시리즈도 선보일 예정입니다. 이와 같은 발전이 데이터 센터의 수요 증가와 맞물려 AMD의 시장 점유율 상승 가능성을 더욱 높이고 있습니다. 한편, 메모리 공급망은 삼성, 마이크론, SK하이닉스 간의 치열한 경쟁 속에서 재편되고 있습니다. 삼성전자는 5세대 HBM3E의 공급을 통해 AMD와의 협력을 강화하며, 마이크론은 미국 내 대규모 HBM 생산 공장을 위한 투자를 발표했습니다. 이로 인해 메모리 산업 전반에 걸쳐 기술적 경쟁력이 높아질 것으로 예상됩니다. 국내 기업들 역시 정부의 AI 반도체 지원을 통해 경쟁력을 이어가고 있으며, SK하이닉스는 AI 모델의 발전에 대응하기 위한 HBM 수요 증가를 예고하고 있습니다. AI 칩 스타트업들도 정부의 지원을 바탕으로 지능형 반도체 개발에 박차를 가하고 있으며, 전체 AI 반도체 생태계의 성장이 기대됩니다.

2. 글로벌 AI 반도체 경쟁 구도

  • 2-1. NVIDIA 시장 지배와 성과

  • 엔비디아(NVIDIA)는 현재 AI 반도체 시장에서 압도적인 80% 이상의 점유율을 기록하며 시장의 절대 강자로 자리잡고 있습니다. 2025년 첫 분기 동안 엔비디아는 AI 관련 반도체의 판매를 급증시켰으며, 이에 따라 전체 매출이 큰 폭으로 증가했습니다. 특히 엔비디아의 MI 시리즈는 클라우드 서비스 제공업체들과의 계약을 통해 대규모 AI 모델을 처리하기 위한 최적의 솔루션으로 자리잡고 있습니다. 이러한 성장은 AI 기술의 발전뿐 아니라, 엔비디아의 네트워킹 기술과 강력한 생태계 구축에도 기인하고 있습니다.

  • 젠슨 황 CEO는 최근 비바테크 행사에서, 타사들이 자체 AI 칩 개발에 나서는 것에 대해 큰 위협을 느끼지 않고 있으며, 많은 기업들이 결국 프로젝트를 포기할 것이라고 전망했습니다. 이를 통해 엔비디아의 기술력과 비용 효율성을 강조하였고, 이는 엔비디아에 대한 신뢰를 더욱 강화하는 요소로 작용하고 있습니다.

  • 2-2. AMD Instinct MI350 시리즈 출시 현황

  • AMD는 최근 머신러닝 및 AI 애플리케이션을 위한 새로운 반도체 제품군인 AMD 인스팅트(MI) 350 시리즈를 공개했습니다. 이 시리즈는 두 가지 모델로 구성되며 각각 공랭식과 수랭식으로 구동되는 두 가지 다이렉트 수랭식 모델을 포함합니다. MI350X와 MI355X 모델은 최첨단의 CDNA4 아키텍처를 기반으로 하여 성능과 효율성을 크게 개선한 특징을 가집니다.

  • 리사 수 CEO는 이 행사에서, 새로운 AI 가속기 제품이 생성형 AI 및 LLM(대규모 언어 모델) 처리에서 뛰어난 성능을 발휘할 것이라고 강조했습니다. AMD는 특히 삼성전자와의 협력을 통해 HBM3E 메모리를 채택하고, 오는 2026년에는 HBM4 기반의 MI400 시리즈를 선보일 예정입니다. 이를 통해 AMD는 AI 컴퓨팅 시장에서의 입지를 더욱 다져갈 것으로 예상됩니다.

  • 2-3. AMD의 시장 점유율 및 성장여력 평가

  • 현재 AMD의 시장 점유율은 약 3~4%에 불과하지만, 데이터센터와 클라우드 서비스 제공자의 수요 증가로 인해 향후 성장 가능성이 매우 크다는 분석이 나오고 있습니다. 특히, 뱅크오브아메리카 보고서에 따르면, AI 반도체 시장의 성장세를 고려할 때, AMD는 약 4천억 달러의 매출을 기대할 수 있다는 전망이 제시되었습니다.

  • 또한, 메타, 오픈AI, 오라클 등의 대형 IT 기업들이 AMD의 MI350 시리즈를 데이터센터에 도입하겠다는 계획을 발표함에 따라, AMD의 제품 생태계는 점차 확장되고 있습니다. 이러한 추세는 플랫폼과 생태계의 다변화로 이어지며, AMD가 AI 반도체 시장에서 점차적으로 점유율을 높여갈 수 있는 기반이 마련되고 있음을 시사합니다.

3. 메모리 공급망 재편과 HBM 경쟁

  • 3-1. 삼성의 HBM3E 공급 확대

  • 삼성전자는 최근 미국의 반도체 설계 전문 기업 AMD의 차세대 AI 가속기 '인스팅트 MI350' 시리즈에 5세대 고대역폭 메모리(HBM) HBM3E 제품을 공급하기 시작하였습니다. 이 공급은 앞서 엔비디아와의 협력에서의 지연 이후 삼성의 시장 입지를 다시금 다지는 계기가 되었습니다. HBM3E는 높은 대역폭과 용량을 요구하는 AI 반도체에 적합한 메모리로, 인스팅트 MI350X와 MI355X의 탑재 제품으로 인정받으며 삼성의 HBM 기술력이 강화되고 있다는 점이 주목받고 있습니다. 또한, 이번 협력을 통해 삼성전자는 HBM 시장에서의 기술적 우위와 신뢰성을 재확립할 수 있는 기회를 얻게 되었습니다.

  • 리사 수 AMD CEO는 삼성의 HBM3E 공급이 AI 반도체의 성능 향상을 위해 결정적이라 평가했으며, 양사의 협력은 모바일과 AI 메모리 분야까지 확장되고 있습니다. 이는 HBM3E의 우수한 성능이 AI 영역에서 중요한 역할을 하게 될 것이라는 점을 시사하며, 향후 HBM4 제품에 대한 기대감도 커지고 있습니다.

  • 3-2. 마이크론의 미국 HBM 투자

  • 마이크론은 최근 2000억 달러(약 271조 원) 규모의 반도체 생산 확대 투자 계획을 발표했습니다. 이 투자 가운데 약 1500억 달러는 D램 중심의 생산라인 확충에 사용될 예정이며, 이로 인해 미국 내에서 HBM과 D램 생산 능력을 더욱 강화할 것으로 보입니다. 특히 마이크론은 아이다호주에 새로운 HBM 생산 공장을 포함한 첨단 메모리 팹을 건설할 계획으로, 이로 인해 약 9만 개의 새로운 일자리가 창출될 것으로 예상됩니다.

  • 마이크론의 이러한 투자 전략은 미국 내 반도체 공급망을 더욱 강화하고, HBM 시장에서의 경쟁력을 높이기 위한 의도로 해석됩니다. 엔비디아와 AMD를 비롯한 미국의 주요 기업들이 이들 HBM을 채택하고 있어, 마이크론의 성장 가능성이 높아지고 있습니다.

  • 3-3. GDDR7 대 HBM 논쟁 현황

  • 현재 메모리 시장에서는 GDDR7이 HBM 일부 기능을 대체할 가능성을 두고 논쟁이 벌어지고 있습니다. GDDR7은 상대적으로 저렴한 가격과 높은 대역폭을 제공할 수 있어 HBM에 비해 비용 효율적인 선택이 될 수 있지만, HBM이 제공하는 전체 성능을 완전히 대체하기는 어려울 것으로 보입니다. HBM은 AI 가속기에 특화된 메모리로써, 정확한 데이터 처리와 높은 안정성이 요구되는 환경에서 더 높은 성능을 발휘합니다.

  • 업계에서는 GDDR7이 AI 가속기 훈련 및 추론 과정에서 일부 기능을 수행할 수 있다는 평가가 있으며, 특정 AI 응용 프로그램에서 GDDR7의 활용 가능성에 대한 관심도 커지고 있습니다. 그러나 GDDR7의 시장 점유율은 여전히 낮하여, 향후 HBM과의 경쟁 상황에서 시장의 판도를 바꾸기에는 한계가 있을 전망입니다.

4. 국내 AI 반도체 정책 및 업계 대응

  • 4-1. 정부 AI 칩 지원 사업 현황

  • 2025년 6월 15일 기준으로 한국 정부는 AI 반도체 산업에 대한 지원을 강화하고 있으며, 과학기술정보통신부는 총 2천434억원의 예산을 확보하여 다양한 AI 칩 지원 사업을 추진하고 있습니다. 이 지원은 AI 컴퓨팅 실증 인프라 고도화, 인공지능전환(AX) 실증 지원, AI 반도체 사업화 지원 등 여러 분야에 걸쳐 있으며, 리벨리온, 딥엑스, 퓨리오사AI 등 여러 기업들이 이 사업에 참여할 가능성이 높습니다. 이러한 사업은 국내 AI 반도체 산업의 경쟁력 강화를 위한 중요한 기반이 될 것으로 기대됩니다.

  • 4-2. SK하이닉스 HBM 수요 및 DeepSeek 이슈

  • SK하이닉스는 고대역폭 메모리(HBM) 분야에서 AI 시대를 주도하고 있으며, 최근에는 저비용, 고성능 AI 모델인 딥시크의 출현이 상황을 변화시키고 있습니다. 딥시크는 AI 개발의 진입 장벽을 낮추고 있으며, 이에 따라 HBM의 장기 수요가 더욱 높아질 것이라는 전망이 나오고 있습니다. SK하이닉스는 2024~2028년 사이 HBM 수요의 연평균 성장률이 약 50%에 이를 것으로 예상하고 있으며, HBM3E의 경우 올해 매출 비중이 하반기까지 증가할 것으로 예상하고 있습니다. HBM 매출은 올해 전년 대비 약 2배 성장할 것으로 전망되고 있으며, 고객사와의 지속적인 협업을 통해 기술 개발과 생산을 가속화하고 있습니다.

  • 4-3. 국내 AI 칩 스타트업 동향

  • 최근 국내 AI 칩 스타트업들은 정부의 지원에 힘입어 지능형 반도체 개발 및 상용화에 박차를 가하고 있습니다. 예를 들어, 모빌린트는 AI 언어 모델인 엑사원(EXAONE)을 자사 제품에 구현하여 성공적인 사례를 만들었습니다. 또한, 다양한 로봇 및 드론 분야에서 엣지 NPU 시장은 안정적인 성장을 보이고 있으며, 이는 로봇, 드론, CCTV 등 다양한 분야에서 활발히 수요를 창출하고 있음을 나타냅니다. 반면에, 서버형 NPU 시장은 여전히 구매 고객이 부족하여 어려움을 겪고 있습니다. 이러한 환경 속에서 스타트업들은 고객 기업들과의 협업을 통해 시장 진입 및 확장을 도모하고 있으며, 국내 AI 반도체 시장의 경쟁 환경을 더욱 활성화하고 있습니다.

5. 투자자 시각과 미래 전망

  • 5-1. 엔비디아 주가·실적 전망

  • 2025년 6월 현재 엔비디아의 매출과 주가는 시장의 여러 변수 속에서 긍정적인 전망을 보이고 있습니다. 2025년 2분기 매출은 처음으로 400억 달러를 돌파할 것으로 예상되며, 이는 세계적인 AI 칩 수요 증가에 힘입은 결과입니다. 엔비디아는 데이터 센터 AI 칩 매출에서 93%의 급증세를 보이며 시장 점유율 80% 이상을 유지하고 있습니다. 이에 따라 투자자들은 엔비디아의 미래 성장 가능성을 높게 평가하고 있습니다. 또한, 2026 회계연도에는 54%의 매출 증가가 예상되며, 이는 다시 한 번 엔비디아의 주가 상승으로 이어질 것으로 보입니다. 이러한 추세는 AI 산업 전반에 걸쳐 지속적인 투자와 기술 혁신에서 기인하고 있습니다.

  • 5-2. 투자자 반응 및 시장 변동성

  • 최근 시장의 변동성은 여러 요소에서 비롯되었습니다. 특히 미국과 중국 간의 무역 갈등 및 각종 경제 지표들이 이에 영향을 주고 있습니다. 그러나 엔비디아의 경우, 시장 관심이 집중되면서 주가가 안정적인 반등세를 보이고 있습니다. 엔비디아의 실적 발표 이후에는 주가가 크게 상승하며 주식 시장의 긴장감이 완화된 모양새입니다. 마이크로소프트와 알파벳 등 다른 빅테크 기업들이 AI 투자를 증가시키겠다고 발표한 점도 투자자들에게 긍정적인 신호로 작용하고 있습니다. 이는 엔비디아의 성장성을 강화 시켜줄 것으로 기대되며, 따라서 향후 주가에 대한 기대감을 높이고 있습니다.

  • 5-3. 미래 기술 개발 경쟁 구도

  • 엔비디아가 전세계 AI 칩 시장에서 독보적 지위를 유지하고 있는 이유는 기술 개발에서의 선두주자이기 때문입니다. 이러한 경쟁 구도 속에서 맞서고 있는 AMD와 마이크론은 각각의 기술력 강화 및 생산 체제 재편을 추진하고 있습니다. 특히, 엔비디아의 최신 블랙웰 칩은 데이터 센터에서의 수요를 급격히 증가시키고 있으며, 이는 향후 2030년까지 AI 칩 시장이 4000억 달러에 달할 것이라는 전망과 맞물려 있습니다. 따라서 경쟁사들이 기술 개발에 박차를 가하는 가운데, 엔비디아의 지속적인 혁신이 어떠한 시장 판도를 가져올지가 주요한 관심사가 되고 있습니다. 기술 발전의 속도와 방향성이 곧 투자자 에 대한 신뢰와 주가에 커다란 영향을 미칠 것입니다.

결론

  • 2025년의 AI 반도체 시장은 엔비디아와 AMD 간의 치열한 경쟁뿐 아니라, 삼성전자와 마이크론, SK하이닉스 등의 메모리 공급망와 관련된 재편성으로 인해 급변하고 있는 상황입니다. 특히, 엔비디아는 기술 우위를 통해 시장 점유율을 강화하고 있지만, AMD는 삼성과의 협력을 통해 HBM 기술력을 바탕으로 경쟁력을 확보하고 있습니다. 향후 AI 반도체 시장의 주도권을 두고 이 두 기업 간의 기술 개발 경쟁은 한층 심화될 것으로 예상됩니다. 메모리 시장에서는 HBM과 GDDR7 간의 기술 채택 논쟁이 중요할 것으로 보이며, 각 기업들은 이 논쟁이 향후 AI 반도체 성능에 미치는 영향을 신중히 검토하고 있습니다. 최근 마이크론이 미국 내 대규모 투자를 발표한 만큼, HBM 생산능력의 확대가 HBM 시장 판도를 결정짓는 요소가 될 것입니다. 국내의 경우, 정부의 AI 칩 지원 정책과 함께, SK하이닉스의 HBM 수요 전망은 산업 경쟁력을 강화하는 발판이 될 것입니다. 이러한 환경 속에서 투자자들은 AI 반도체 관련 기업들의 실적 및 기술 동향에 주목하며, 향후 공급망 다변화, 기술 혁신, 생태계 협력 강화가 성공적인 시장 진입과 지속 가능한 성장을 위한 핵심 전략이 될 것으로 기대하고 있습니다.

용어집

  • AI 반도체: AI 반도체는 인공지능 연산을 효율적으로 수행하기 위해 설계된 반도체 칩을 의미합니다. 이러한 반도체는 고속 연산과 대량 데이터 처리에 최적화되어 있으며, AI 모델의 학습과 추론을 지원합니다.
  • HBM (High Bandwidth Memory): HBM은 고대역폭 메모리의 약자로, GPU와 AI 반도체의 성능을 극대화하기 위해 설계된 메모리 기술입니다. 높은 대역폭과 낮은 전력 소모가 특징이며, AI 연산에 적합한 데이터 전송 속도를 제공합니다.
  • GDDR7: GDDR7은 차세대 그래픽 DRAM으로, 데이터 전송 속도가 향상되어 AI 연산 및 게임 그래픽 처리 성능을 개선할 수 있는 메모리 기술입니다. HBM과 경쟁관계에 있으며, 비용 효율성을 강조합니다.
  • NVIDIA: NVIDIA는 AI 반도체 및 그래픽 처리 장치(GPU)의 선두주자로, 2025년 현재 AI 반도체 시장에서 80% 이상의 점유율을 보유하고 있으며, 혁신적인 기술 개발로 입지를 강화하고 있는 기업입니다.
  • AMD Instinct MI350: AMD Instinct MI350은 머신러닝 및 AI 애플리케이션을 위한 AI 가속기 제품군으로, HBM3E 메모리를 탑재하여 성능과 효율성을 높입니다. 2025년 현재, 이 시리즈는 AI 컴퓨팅 시장에서의 입지를 다지기 위한 중요한 제품입니다.
  • 마이크론: 마이크론은 메모리 및 저장 솔루션을 제공하는 기업으로, 2025년에는 미국 내 대규모 HBM 생산 투자 계획을 발표했습니다. 이는 HBM 및 D램 생산 능력 강화를 위한 전략으로 해석됩니다.
  • 정부지원: 2025년 현재 한국 정부는 AI 반도체 산업을 지원하기 위한 정책을 강화하고 있으며, 관련 예산을 확보하여 다양한 지원 사업을 추진하고 있습니다. 이는 국내 AI 반도체 산업의 경쟁력 향상에 기여하고 있습니다.
  • DeepSeek: DeepSeek는 저비용, 고성능 AI 모델을 개발하여 AI 기술의 진입 장벽을 낮추고 있는 프로젝트입니다. 2025년 현재, HBM 수요 증가와 연관이 깊어 SK하이닉스의 시장 전망에 영향을 미치고 있습니다.
  • ROCm7: ROCm7은 AMD의 오픈소스 소프트웨어 플랫폼으로, AI 및 HPC(고성능 컴퓨팅) 애플리케이션을 위한 도구를 제공합니다. 기술 개발과 최적화를 지원하는 AMD의 핵심 구성 요소입니다.

출처 문서