사진=게티이미지뱅크
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마이크로소프트(MS), 애플, 엔비디아, 아마존, 알파벳(구글), 메타, TSMC, 테슬라….

업종도, 국적도 다른 이들 8개 기업에는 두 가지 공통점이 있다. 하나는 19일 현재 글로벌 ‘시가총액 톱10’이란 점이고, 다른 하나는 인공지능(AI) 반도체 사업을 벌이고 있다는 것이다. 이 중 ‘본업’이 반도체인 회사는 엔비디아와 TSMC 두 곳뿐이다. MS, 알파벳, 아마존, 메타 등 빅테크뿐 아니라 전기차(테슬라)와 스마트폰(애플)이 주력인 제조업체들도 ‘AI 칩 자체 개발’에 뛰어든 이유는 단순하다. 각자 공들여 만든 AI 기능을 최대한 끌어올리려면 엔비디아가 제조한 범용 칩을 사다 쓰는 것보다 꼭 맞는 칩을 직접 설계하는 게 낫다고 본 것이다. 반도체 업체에 대한 종속도를 낮추려는 의도도 깔려 있다.

고객이 한순간에 경쟁자로 돌변한 상황에 엔비디아, 삼성전자 등 전통 반도체 기업들은 바짝 긴장한 모양새다. 이들이 찾은 돌파구는 신사업. 엔비디아는 범용 칩을 넘어 각 기업에 ‘맞춤형 칩’을 설계해주는 사업을 곧 시작할 계획이다. 삼성전자는 자율주행차·헬스케어 기기용 칩 등 새로운 분야로 사업 영역을 확장하고 있다.

○너도나도 ‘자체 칩 개발’

"車·가전·휴대폰社도 반도체기업…MS·테슬라, AI칩 직접 만든다
자체 칩 개발 트렌드를 주도하는 곳은 미국 빅테크 기업들이다. 구글은 생성형 AI 구동을 위한 반도체 ‘텐서프로세싱유닛(TPU)’ 시리즈와 스마트폰용 ‘온디바이스 AI’(인터넷 연결 없이 기기에서 AI를 구동하는 기술)를 위한 ‘텐서 G4’ 등을 이미 개발했다. 메타도 지난해 5월 ‘MTIA’라는 자체 설계 칩을 공개한 데 이어 최근 ‘아르테미스’로 이름 붙인 2세대 칩 개발 계획을 공개했다.

챗GPT를 개발한 오픈AI의 샘 올트먼 최고경영자(CEO)는 여기에 한발 더 나아가 칩 설계부터 생산까지 아우르는 독자적인 반도체 생태계 구축 계획을 내놨다. 7조달러를 투자받아 세계 각지에 공장을 짓는 방안을 추진 중이다.

○AI 서비스 최적화엔 자체 칩 유리

이들이 자체 칩 개발에 뛰어든 첫 번째 이유는 ‘AI 서비스 최적화’다. 엔비디아의 H100, A100 같은 AI 가속기는 ‘데이터 학습’과 ‘추론’ 등에 두루 쓰인다. 하지만 빅테크들은 추론 영역에선 엔비디아의 AI 가속기로는 부족하다고 생각한다. 범용 제품이다 보니 각 회사 서비스의 세세한 부분을 세밀하게 구현하는 데 한계가 있기 때문이다.

AI가 세상 모든 제품에 파고들면서 이런 움직임은 점점 더 확산하고 있다. 글로벌 가전 1위인 LG전자는 최고기술책임자(CTO) 산하 SOC센터에서 주력 제품인 TV의 화질을 개선하는 AI 칩을 자체 개발했다. 테슬라도 자사 전기차에 최적화된 ‘HW 4.0’ 같은 자율주행칩을 직접 설계한다.

엔비디아 의존도를 낮추려는 목적도 있다. 엔비디아의 AI 가속기 가격은 지난해 초 2만5000달러에서 1년 만에 4만달러로 치솟았다. 수요에 비해 공급이 턱없이 부족해서다. 지금 주문하면 1년 뒤에나 받을 정도로 밀려 있다. 이러니 다들 ‘반도체 독립’을 생각하게 됐다는 것이다. 손정의 소프트뱅크 회장이 ‘탈(脫)엔비디아’를 외친 이유도 여기에 있다. 손 회장은 1000억달러(약 130조원)를 투자해 엔비디아에 대항하는 AI 반도체 회사를 설립한다는 구상을 내놨다.

○ADAS·자율주행칩 등 신시장 열려

AI 칩 설계 수요가 늘다 보니 실리콘밸리를 중심으로 전문 스타트업도 우후죽순처럼 생기고 있다. ‘엔비디아의 대체자’를 자처하며 세(勢)를 불리고 있는 삼바노바, 세레브라스 등이 대표적이다.

분야별 최강자들의 도전에 맞서 기존 반도체 기업들이 찾은 탈출구는 신시장이다. 삼성전자는 그동안 뛰어들지 않았던 첨단운전자보조시스템(ADAS)칩과 자율주행칩 개발에 들어갔다. 계기판용 ‘인포테인먼트 시스템’용 칩에서 고부가가치 사업으로 영역을 확대한 것이다. 헬스케어 기기의 두뇌 역할을 하는 칩도 내놓을 계획이다.

퀄컴과 대만 미디어텍은 스마트폰, 가전 등에 들어가는 온디바이스 AI용 신경망처리장치(NPU)를 새로운 먹거리로 찾았다.

황정수/김채연/최예린 기자 hjs@hankyung.com