엔비디아 AMD 전쟁 AI시장 삼성 '어부지리' 가능?

젠슨 황(NVIDIA CEO)과 리사 수(AMD CEO)는 현재 시가총액 약 1700조 원에 달하는 글로벌 반도체 기업의 리더로서 주목받고 있다. 그들의 이력과 배경을 살펴보면, 놀랍도록 많은 공통점을 발견할 수 있다. 둘 다 1960년대 대만의 타이난에서 태어나 어려서 미국으로 이주했다. 또한, 미국의 명문대학에서 전기공학 학위를 획득하며 진로의 기초를 다졌다.

엔비디아 AMD 전쟁 AI시장 삼성 '어부지리' 가능?

리사수 & 젠슨 황

 

아메리칸드림 상징 대만계 미국인

젠슨 황은 스탠퍼드대학에서 석사 학위를, 리사 수는 메사추세츠공과대학에서 박사 학위를 받았다. 젠슨 황은 AMD의 경험을 거쳐 1993년에 엔비디아를 공동 창업하였고, 리사 수는 텍사스인스트루먼트, IBM, 프리스케일 등의 글로벌 IT 및 반도체 기업에서 경력을 쌓았다. 그 후, 2014년부터 AMD의 지휘봉을 맡게 되었다.

 

특히 실리콘밸리와 같이 다양성이 부족한 환경에서, 젠슨 황과 리사 수는 아시아 출신이라는 배경과, 리사 수의 경우 여성이라는 특징을 극복하며 '아메리칸드림'의 성공 이야기를 쓰고 있다.

 

AI 가속기 시장에서 격돌

두 주요 경영자, 엔비디아의 젠슨 황과 AMD의 리사 수,는 각각의 회사를 대표하면서 실리콘밸리에서 대만 출신의 프라이드를 드높였다. 현재 엔비디아는 시가총액이 약 1조 990억 달러로 세계에서 가장 큰 반도체 기업이다. 한편 AMD는 1822억 달러의 시가총액으로 6위에 랭크되며, 그들의 오랜 경쟁자인 인텔을 뒤로하고 있다.

 

전통적으로, 엔비디아는 GPU를, AMD는 CPU를 중점으로 개발했다. 물론 AMD는 GPU 시장에도 참여해 왔지만, 그 비중은 엔비디아에 비해 상대적으로 작았다. 그러나 최근에는 이러한 트렌드가 변화하고 있다.

 

AI의 발전에 따라 반도체 산업 내에서의 기업 간 경계가 애매해지고 있다. 특히 엔비디아는 최근 CPU 영역으로 확장하면서 자사의 GPU와 CPU를 결합한 고대역폭 메모리(HBM) 'AI 가속기'를 출시, 시장에서 주목받고 있다.

 

DGX H100: 엔터프라이즈용 AI

 

이러한 AI 가속기는 AI용 데이터센터에서 데이터 학습과 추론 작업을 위한 전용 하드웨어로 활용된다.

엔비디아의 'H100'은 이 중 대표적인 제품으로, A100과 함께 AI 가속기 시장을 리드하고 있다. 실제로, 오픈AI의 챗봇 GPT 서버에도 A100 및 H100이 포함되어 있다. 전문가들은 2023년 300억 달러 규모의 AI 가속기 시장이 2027년에는 1500억 달러(약 200조)로 급증할 것이라 예측하고 있다.

 

AMD MI300 발표하며 엔비디아와 전면전 선포

AMD는 데이터 센터용 CPU 시장에서의 강세와 게임 콘솔에서의 성공적인 '라데온' GPU, 그리고 삼성전자와의 협력을 통한 스마트폰 GPU 시장에 활약을 보이며 스스로의 위치를 다져왔다. 그러나 엔비디아의 AI 반도체 성장을 지켜본 AMD는 절대 뒤처지지 않기로 했다.

 

2022년 2월, AMD는 AI 반도체의 선두 주자로 떠오르는 '자일링스'의 인수로 AI 가속기 시장에 진출할 준비를 마쳤다. 이후 리사 수 CEO 지휘하에 AMD는 'MI300'이라는 자사의 AI 가속기를 선보였으며, 그 성능은 전작인 MI250에 비해 8배나 빠르다고 발표했다.

 

AMD의 MI300

 

더욱이, 지난 6월에는 엔비디아의 H100에 대항할 'MI300X'를 출시했다. 이 제품은 192GB의 메모리 용량을 자랑해, 엔비디아의 H100의 120GB를 넘어섰다. 리사 수 CEO는 "MI300X는 AI 모델에 최적화되어 있으며, H100에 비해 2.4배 더 높은 메모리 밀도와 1.6배 이상의 대역폭을 제공한다"라며, 엔비디아에 대한 직접적인 도전장을 내밀었다.

 

AMD의 이러한 움직임은 엔비디아와의 경쟁에서 후발주자가 아니라 선두주자로서의 위치를 확고히 하는 것을 목표로 하고 있음을 보여준다

 

이달 초 리사 수는  "AI 경쟁에는 '여러 명의 승자'가 있을 수 있다"고 강조했다.

 

 

5촌 당숙과 조카의 전쟁

흥미로운 점은 두 사람이 당숙과 조카, 즉 5촌 관계인 '인척이라는 점이다.

 

젠슨 황과 리사 수의 가계도

 

TSMC 엔비디아 물량도 감당 못해

엔비디아와 AMD는 TSMC와의 경쟁에서도 끊임없이 도전을 이어가야 한다. 대만의 선두주자 파운드리 기업인 TSMC는 5nm 이하의 '초미세공정' 생산 라인에서 GPU와 CPU를 제조하는 데 있어 한계에 도달했다.

 

이는 제한된 생산 능력 때문에 엔비디아와 AMD 간의 칩 수요가 많아지면서 생산 우선순위에 대한 경쟁을 불러온 것이다.

 

또한, AI 가속기와 같이 다양한 칩을 하나의 반도체로 통합하는 '첨단패키징' 기술의 중요성도 점점 커지고 있다. 이러한 첨단패키징 기술은 TSMC의 생산 능력을 초과하는 수요로 인해 공급 부족 문제가 발생하고 있다.

TSMC는 이 문제를 해결하기 위해 첨단패키징의 생산 용량을 2배로 확장할 계획을 발표했지만, 이러한 변화가 실질적으로 구현되기까지는 내년까지 걸릴 것으로 예상된다.

 

이에 따라, 현재 엔비디아와 AMD는 TSMC에 생산 우선권을 확보하기 위해 추가 비용을 지불하며 생산 요청을 하는 상황에 처해있다.

 

삼성전자 '어부지리'

엔비디아와 AMD의 AI 가속기 경쟁은 그 자체로 주목할 만한 이슈이지만, 이로 인한 파급효과가 한국의 반도체 기업들에게도 큰 기회로 작용하고 있습니다.

 

AI 가속기의 복잡한 설계와 고성능 요구사항으로 인해 고성능 메모리인 HBM(High Bandwidth Memory)의 수요가 급증하고 있습니다. HBM은 기존 DRAM과 달리 여러 개의 메모리 셀을 수직으로 쌓아 높은 대역폭과 용량을 제공하는 것이 특징입니다.

 

엔비디아와 AMD의 최신 AI 가속기에도 이 HBM이 채용되었는데, 이러한 HBM의 주요 생산자로 SK하이닉스와 삼성전자가 꼽힙니다. 두 회사가 해당 시장에서 거의 독점적인 위치를 차지하고 있기 때문에, AI 가속기 시장의 성장은 SK하이닉스와 삼성전자에게도 긍정적인 영향을 줄 것으로 예상됩니다.

 

3나노 파운드리 양산에 참여한 파운드리사업부

 

더불어, 첨단 패키징 기술에 대한 수요 역시 높아지고 있는 상황입니다. TSMC의 생산 능력이 한계에 도달하면서, 삼성전자는 대안으로 떠오르게 되었습니다. 이로 인해 엔비디아와 AMD는 삼성전자와의 협력을 더욱 강화하려는 움직임을 보이고 있습니다.

 

특히, 엔비디아는 이미 삼성전자와의 협력을 통해 HBM과 첨단패키징 서비스를 공급받는 방안을 논의 중이며, AMD 역시 삼성전자와의 협력을 확대하는 방향을 모색 중입니다.

 

결과적으로, 엔비디아와 AMD의 경쟁은 한국의 반도체 기업들에게 새로운 기회의 창을 열어주고 있습니다. 한국의 반도체 기업들은 이러한 기회를 통해 전 세계적인 시장에서의 경쟁력을 더욱 강화할 것으로 보입니다.