최근 인공지능(AI)과 고성능 컴퓨팅(HPC) 산업이 급격히 성장하면서, 이에 맞춘 맞춤형 반도체인 에이직(ASIC) 반도체가 산업계와 투자 시장에서 주목받고 있습니다. AI 서버, 데이터센터, 자율주행, 클라우드 컴퓨팅 등 다양한 분야에서 고성능·저전력 연산이 요구되면서, 범용 반도체만으로는 한계가 드러나고 있습니다. 이에 따라 글로벌 빅테크 기업들은 자체 AI 칩 개발에 박차를 가하며, ASIC 반도체 시장은 새로운 성장 동력으로 떠오르고 있습니다.
본 포스팅에서는 ASIC 반도체의 개념과 시장 동향, 우리나라 반도체 기업과 글로벌 빅테크간의 협력 관계, AI 반도체 시장의 성장 전망, 그리고 중국 등 경쟁국과의 경쟁 구도까지 폭넓게 살펴보고자 합니다.
에이직(ASIC) 반도체가 무엇일까?
에이직(ASIC, Application-Specific Integrated Circuit) 반도체는 특정 기능이나 응용 분야에 최적화된 맞춤형 집적회로입니다. 범용 반도체와 달리, 특정 목적에 맞게 설계되어 전력 소모가 적고 연산 속도가 빠르며, 대량 생산 시 경제성도 높다는 장점이 있습니다. ASIC은 AI 추론, 데이터센터, 자율주행, 금융, 블록체인 등 다양한 산업에서 활용되고 있으며, 구글(TPU), 브로드컴, 오픈AI, 테슬라 등 글로벌 빅테크 기업들이 자체 AI 칩 개발을 위해 ASIC을 주문하고 있습니다.
범용 HBM(High Bandwidth Memory)과 ASIC의 차이는, HBM이 고속 데이터 전송을 위한 메모리 반도체로 GPU나 AI 칩에 부착되어 데이터 처리 속도를 높이는 역할을 한다면, ASIC은 특정 연산이나 기능에 최적화된 맞춤형 칩으로, 범용 GPU보다 전력 소모가 적고 연산 속도가 빠릅니다. 즉, HBM은 AI 칩의 메모리 역할을 하며, ASIC은 AI 칩 자체의 연산을 담당하는 맞춤형 칩입니다.
HBM은 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등 메모리 반도체 업체가 주로 생산하고, ASIC은 TSMC, 삼성전자 파운드리, 대만 팹리스(설계 전문) 업체들이 설계 및 생산을 담당합니다.
삼성전자·하이닉스와 글로벌 빅테크의 협력, 그리고 HBM 시장의 경쟁 구도
삼성전자와 SK하이닉스는 글로벌 빅테크 기업들과 긴밀한 협력 관계를 맺으며, AI 반도체 시장에서 입지를 강화하고 있습니다. 삼성전자는 최근 HBM3E 12단 제품을 양산하며, 엔비디아뿐 아니라 AMD, 브로드컴 등 다양한 빅테크 고객사와 공급망을 확대했습니다. SK하이닉스는 HBM3E 출하량 확대로 2023년 4분기 글로벌 D램 시장에서 36.6%의 점유율을 기록하며, 삼성전자(39.3%)에 근접했습니다. 특히 SK하이닉스는 HBM 수율에서 선두를 유지하며, 삼성전자와의 격차를 좁히고 있습니다.
삼성전자는 HBM 시장에서 SK하이닉스에 비해 다소 뒤처진 상황이지만, 파운드리 사업을 통해 ASIC 반도체 분야에서 경쟁력을 확보하고 있습니다. 삼성전자 파운드리는 글로벌 빅테크 기업을 위한 맞춤형 AI 반도체(ASIC) 설계 서비스를 제공하며, 인도 HCL테크 등 설계 파트너와 협력해 고객 맞춤형 솔루션을 강화하고 있습니다. 삼성전자는 HBM 생산능력을 2배 이상 확대할 계획을 발표했으며, 파운드리 사업을 통해 차세대 AI 반도체 시장에서 입지를 확대하려는 전략을 추진하고 있습니다.
AI 반도체 및 HBM 시장 규모 전망과 경쟁국 대응
2025년 기준, AI 반도체 및 HBM 시장은 폭발적인 성장세를 보이고 있습니다. 시장조사기관과 업계 전망에 따르면, AI 반도체 시장 규모는 2025년 약 980억 달러에서 2030년 1조 달러를 돌파할 것으로 예측되고 있습니다. HBM 시장은 2025년 약 705억 달러, 2030년에는 1900억 달러에 달할 것으로 전망되며, 연평균 성장률(CAGR)도 두 자릿수를 기록할 것으로 보입니다.
중국 등 경쟁국 기업들도 AI 반도체 및 HBM 시장에서 빠르게 성장하고 있습니다. 중국 메모리 반도체 업체들은 저가 공세와 정부 지원을 바탕으로 글로벌 시장 점유율을 확대하고 있으며, 삼성전자와 SK하이닉스 등 한국 기업들은 기술 초격차 전략과 연구개발(R&D) 투자 확대, 생산능력 확장 등으로 대응하고 있습니다.
중국의 공격적인 시장 공략에 대응하기 위해, 삼성전자와 SK하이닉스는 고부가가치 제품 생산과 차세대 공정 기술 개발에 박차를 가하고 있습니다. 특히 삼성전자는 2나노 공정 수율 개선, 파운드리 사업 확대, 글로벌 빅테크 유치 등으로 시장 점유율을 확대하고 있습니다.
결론적으로, AI 반도체와 HBM 시장은 앞으로도 지속적으로 성장할 것으로 전망되며, 삼성전자와 SK하이닉스는 기술력과 생산능력 확대, 글로벌 파트너십 강화를 통해 경쟁국과의 격차를 유지하려는 전략을 추진하고 있습니다. 중국 등 경쟁국의 도전이 계속되지만, 한국 반도체 기업들은 혁신과 시장 대응력을 바탕으로 글로벌 시장에서 입지를 공고히 할 것으로 보입니다.