[비즈니스포스트] 구글이 차세대 맞춤형 인공지능(AI) 칩 '아이언우드'를 정식 출시하겠다고 밝히면서, 엔비디아가 사실상 독점하던 AI 칩 시장 구도에 적잖은 변화가 예상된다.

7세대 텐서처리장치(TPU) '아이언우드'는 5세대 고대역폭메모리(HBM3E)가 적용되는데, 메모리 탑재량이 이전 세대 대비 6배 증가하는 만큼, 삼성전자와 SK하이닉스의 HBM 공급은 더 부족해질 것으로 예상된다.

구글, 아마존 등 빅테크가 자체 개발한 AI 반도체를 들고 시장에 빠르게 진입함에 따라 삼성전자, SK하이닉스와 같은 HBM 제조사들이 특정 고객사 의존도를 낮추고, 가격 협상력을 높일 수 있는 환경이 조성되고 있다.

7일 반도체 업계 취재를 종합하면 구글이 6일(현지시각) 출시를 발표한 맞춤형 추론용 AI 칩 '아이언우드'의 성능이 엔비디아의 최첨단 AI칩 '블랙웰(GB300)'을 뛰어넘는 것으로 알려지면서, AI 반도체 시장에 지각변동이 예고되고 있다.

구글에 따르면 아이언우드는 이전 TPU '트릴리움' 대비 4배 이상 빠르며 주요 고객사들이 이미 구매를 위해 줄을 서고 있다. AI 스타트업 '앤트로픽'이 최대 100만 개의 아이언우드 칩을 활용해 생성형 AI '클로드' 모델을 실행키로 했다.

TPU는 일반 그래픽처리장치(GPU)와 달리 맞춤형 반도체로 가격과 효율성 측면에서 이점이 있는데, 아이언우드는 성능 측면에서도 기존 GPU보다 우위에 있는 것으로 평가된다.

미국 IT매체 톰스하드웨어는 "구글 아이언우드는 최대 9216개의 AI 가속기를 연결해 학습과 추론에 총 42.5 엑사플롭스(1초에 100경 번의 연산)의 처리 능력을 제공한다"며 "이는 0.36엑사플롭스를 제공하는 엔비디아 GB300의 성능을 능가하는 것"이라고 설명했다.

구글의 아이언우드가 발표되자 이날 엔비디아와 AMD 주가가 각각 3.65%, 7.27% 하락하는 등 AI 반도체 관련주는 약세를 보였다.

하지만 국내 메모리 업체에는 호재로 작용할 것으로 예상된다.

아이언우드는 HBM3E가 탑재되는데, 삼성전자와 SK하이닉스가 주요 공급처인 것으로 파악된다. 특히 추론 성능 향상을 위해 메모리 탑재량이 이전 세대 대비 6배(192GB)로 대폭 늘어난다.

구글이 엔비디아 다음의 HBM 수요처로 급부상한다면, 삼성전자와 SK하이닉스에 새로운 메모리 시장이 열리는 셈이다.
  구글 외에 마이크로소프트(MS), 아마존, 메타 등도 자체 AI 칩 출시에 속도를 내고 있다.

MS는 클라우드 서비스 '애저'의 AI 인프라에 최적화한 '마이아'를, 아마존은 AI 훈련용 칩 '트레이니엄'과 추론용 칩 '인퍼런시아'를 개발하고 있다. 메타도 자체 AI 모델(라마) 운용을 위한 'MTIA'를 통해 고가의 엔비디아 칩을 단계적으로 대체하려는 전략을 추진하고 있다. 각각의 맞춤형 AI 반도체(ASIC)에는 모두 HBM이 필요하다. 

미국 투자은행 골드만삭스에 따르면 HBM 시장에서 맞춤형 AI 반도체(ASIC)용 비중은 2024년 말 10% 수준에서 2026년 33%까지 늘어날 것으로 전망된다.

이에 따라 수요 대비 HBM 공급 부족 현상은 당분간 지속될 가능성이 크다. 

김재준 삼성전자 디바이스솔루션(DS)부문 메모리사업부 부사장은 지난 10월30일 2025년 3분기 실적발표 콘퍼런스 콜에서 "올해 3분기 HBM 판매량은 전분기 대비 80% 중반 증가했으며, 판매 대부분은 HBM3E였다"며 "추가 수요가 접수되고 있어 증산 가능성을 내부적으로 검토하고 있다"고 말했다.

빅테크의 자체 AI 칩 도입 흐름은 국내 메모리 반도체 기업들의 가격 협상력 측면에서도 긍정적 영향을 줄 것으로 분석된다.

수요처가 다변화되면, 삼성전자와 SK하이닉스가 HBM 가격 책정과 공급량 조절 등에서 주도권 확보할 수 있기 때문이다. 최근 SK하이닉스는 엔비디아와 HBM4 공급 협상에서, HBM3E보다 가격을 50% 인상하는 방안에 합의한 것으로 알려졌다.

또 최근 일각에서는 HBM4 출시에 따른 HBM3E 가격 인하 압박 가능성이 제기되고 있으나, 빅테크의 수요로 HBM3E 공급 부족이 이어진다면 HBM3E 가격 하락폭은 크지 않을 수 있을 것이란 분석이 나온다.

손인준 흥국증권 연구원은 "SK하이닉스는 2026년까지 HBM 모든 제품이 매진됐다고 밝혔다"며 "2027년까지 HBM 공급이 수요 대비 부족해, 향후 시장 성장 수준은 공급 여력에 따라 결정될 것"이라고 말했다.  나병현 기자