토스증권이 글로벌 인공지능(AI) 산업의 경쟁력을 좌우할 핵심 변수로 반도체와 전력 등 공급망의 병목 현상을 지목했다.
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| ▲ 토스증권이 12일 발간한 '그려봤습니다, AI 밸류체인' 보고서 표지. [토스증권 제공] |
토스증권 리서치센터는 12일 글로벌 AI 산업의 공급망과 국가별 경쟁 구도를 다룬 보고서 '그려봤습니다, AI 밸류체인'을 발간했다고 밝혔다. 이영곤 센터장과 이지선·한상원 등 연구진이 미국과 한국, 대만, 일본, 중국 등 5개국을 방문해 약 3만km에 걸쳐 조사한 내용을 담았다.
이번 보고서는 AI 산업을 개별 기업의 경쟁이 아닌 국가 간 생산과 기술 협력으로 연결된 산업 구조라는 관점에서 분석했다. 특정 기업이 기술적 우위를 확보하더라도 이를 뒷받침할 반도체 생산 능력과 전력 인프라가 부족하면 산업 전체의 성장 속도가 제한될 수 있다는 점에 주목했다.
분석에는 엔비디아가 제시한 '5단 케이크' 개념을 활용했다. AI 산업을 에너지와 칩, 인프라, 모델, 애플리케이션 등 다섯 단계로 구분하는 방식이다. 각 단계가 독립적으로 작동하는 것이 아니라 아래 단계의 공급 능력이 상위 산업의 확장 속도에 영향을 미친다는 구조다.
가령 AI 모델 개발이 확대되더라도 이를 구동할 그래픽처리장치(GPU)와 데이터센터의 전력 공급이 충분하지 않으면 실제 서비스 확장에 제약이 발생할 수 있다. 반도체 설계 기술이 발전하더라도 제조 공정이나 핵심 부품의 공급 능력이 이를 따라가지 못하면 생산 확대가 어려워진다. AI 산업의 병목이 특정 분야에 머물지 않고 공급망 전반으로 확대될 수 있는 이유다.
국가별로는 미국이 AI 칩 설계와 인프라, 모델 및 서비스 개발을 주도하는 것으로 분석됐다. 한국은 HBM을 비롯한 메모리 공급을 담당하며 대만은 반도체 위탁생산과 서버 조립에서 역할을 맡고 있다. 일본은 반도체 제조에 필요한 소재·장비를 공급하고 중국은 독자적인 AI 반도체 생태계 구축을 추진하고 있다.
이 같은 산업 분업 구조에서는 한 국가의 생산 차질이 다른 국가의 사업에도 영향을 미칠 수 있다. 메모리 공급이 확대되더라도 파운드리 생산 능력이 부족하면 완제품 생산에 제약이 발생할 수 있다. 반대로 제조 설비가 확보돼도 핵심 소재와 장비의 공급이 지연되면 생산 확대 시점이 늦어질 수 있다.
한국의 주요 과제로는 차세대 HBM 시장에서의 기술 경쟁력과 수익성 유지가 제시됐다. AI 반도체 시장이 확대되면서 메모리의 중요성이 커졌지만, 생산량 증가만으로 경쟁력이 결정되는 것은 아니라는 의미다. 고성능 제품에 대한 기술 대응과 수익성 확보 여부가 국내 메모리 산업의 주요 변수가 될 수 있다.
미국은 대규모 AI 설비투자가 실제 수익으로 이어질 수 있는지가 관건으로 꼽혔다. 대만은 제조 공정에서 발생하는 병목의 변화, 일본은 새로운 소재·장비 기술의 양산 공정 도입 여부가 주요 과제로 제시됐다. 중국은 자체 AI 반도체 산업에 대한 투자 확대 가능성이 핵심 변수로 분석됐다.
투자 전략에서는 산업 성장 속도뿐 아니라 공급 제약과 기술 경쟁 구도의 변화도 고려해야 한다고 봤다. 이에 따라 AI 산업의 다섯 단계에 투자하는 상장지수펀드(ETF)를 소개하고 시장 환경별 대응 방안을 구분했다.
구체적으로는 공급망 병목 확대와 AI 슈퍼사이클 연장, 전통적 반도체 경기 순환으로의 복귀, 미국과 중국의 기술 생태계 분리 심화 등 네 가지 시나리오를 제시했다. AI 산업의 성장세가 유지되더라도 어떤 분야에서 공급 부족이 발생하고 국가별 기술 경쟁이 어떻게 전개되는지에 따라 투자 판단이 달라질 수 있다는 분석이다.
이영곤 토스증권 리서치센터장은 "AI 산업의 경쟁력은 어느 한 분야의 우위가 아니라 '5단 케이크' 전체를 얼마나 안정적으로 쌓느냐에 달려 있다는 점을 확인했다"며 "공급망의 병목이 어디에서 발생하고, 투자와 수요가 어느 국가와 기업으로 이어지는지 살펴볼 필요가 있다"고 말했다.
KPI뉴스 / 이수민 기자 smlee682@kpinews.kr
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