430조 'AI 서버' 시장 잡아라...삼성·통신 3사, 고부가 가치 시장 공략 '동분서주'

【뉴스퀘스트=김민우 기자】 대량의 데이터를 빠르고 효율적으로 처리하는 인공지능(AI) 서버 시장의 파급세가 가파르다.

올해만 총 430조원대 규모의 시장으로 성장할 것으로 전망되는데다 출하량과 전체 서버 시장에서의 비중도 급격히 늘고 있고 있어서다.

이에 따라 AI 서버에 탑재되는 가속기와 인프라 구축에 대한 국내 기업들의 국내 기업들의 관심도 탄력을 받고 있다.

삼성전자, SK하이닉스는 AI 서버 핵심 부품인 GPU(그래픽처리장치)에 들어갈 HBM(고대역폭메모리) 생산에 중점을 두고 있으며, 삼성전기는 글라스 재료를 활용한 반도체 기판을 중점으로 AI 서버 시장에 합류한다.

이동통신 3사는 자체 개발한 GPU 기반의 고성능 AI 서버를 출시하며 국내·외 시장 경쟁력을 강화한다는 계획이다.

10일 시장조사업체 '트렌드포스'에 따르면, 올해 서버용 산업 규모는 4133억 달러(약 601조원)에 달한다.

이 가운데 AI 서버가 차지하는 비중은 2976억 달러(약 433조원)로, 전체 산업의 약 72% 수준이다. AI 서버 비중은 전년 대비 약 5%p(포인트) 증가했다.

AI 서버는 인공지능 작업을 수행하도록 설계된 고성능 컴퓨터다. 머신러닝, 딥러닝, 자연어 처리 등 복잡한 알고리즘을 실행하는데 필요한 막대한 컴퓨팅 성능을 자랑한다.

AI 서버에는 대규모 데이터를 빠르고 효율적으로 처리하기 위해 GPU, TPU 등의 가속기가 탑재된다. 또한, 대규모 데이터 및 매개변수를 저장하기 위해 대용량 메모리를 갖추고 있다.

이같은 AI 서버는 현재 빅테크 기업들의 딥러닝을 비롯해 금융, 자율주행, 헬스케어 등의 산업 분야에서 활용되고 있다.

최근에는 클라우드 컴퓨팅 환경에서 AI 서버를 제공하는 업체들이 늘어나면서 AI 서버에 대한 수요가 빠르게 늘어날 것으로 전망되고 있다.

지난해의 경우에는 미국과 중국의 서버 OEM(위탁생산) 업체들과 CSP(클라우드 서비스 제공) 업체들이 엔비디아의 GPU '호퍼'를 대량 구매하며 전체 AI 서버 시장의 성장을 이끌었다.

올해 역시 마찬가지로 AI 서버의 핵심인 GPU가 관건이 될 것으로 예상되는 가운데, 엔비디아의 차세대 GPU인 '블랙웰'이 시장에서 많은 주목을 받고 있다.

이에 따라 GPU에 탑재되는 HBM을 양산하는 SK하이닉스와 삼성전자의 움직임도 바쁘다.

블랙웰은 사양에 따라 B100과 B200 모델로 구분된다. 이중 AI 가속기 제품군인 GB100과 GB200에는 각각 블랙웰 GPU 1개와 GPU 2개가 탑재된다.

또 올해 3분기 출시 예정인 GB300에는 5세대 HBM(HBM3E) 12단 제품 8개가 장착된다.

해당 HBM 제품은 현재 SK하이닉스가 가장 먼저 엔비디아에 공급 중이다. 마이크론은 두 번째로 8단 제품 공급과 함께 12단 제품 샘플링을 진행 중이며, 삼성전자는 연내 제품 공급을 목표로 하는 상황이다.

삼성전기 역시 AI를 4대 신사업으로 삼고 올해에는 고성능 반도체 패키지용과 AI서버용 실리콘 캐패시터를 양산할 계획이다.

실리콘 캐패시터는 실리콘 웨이퍼를 활용해 만들어지는 캐패시터로 반도체 패키지의 두께를 슬림하게 설계할 수 있고, 고성능 시스템 반도체에 가까이 위치할 수 있어 고속 데이터 전송에 유리하다. 

작은 사이즈에도 높은 저장 용량과 고온, 고압 등 조건에서도 안정적으로 성능을 유지할 수 있는 장점이 있다.

AI 서버를 대량으로 활용한 AI 데이터센터(AIDC) 부문에선 KT, LG유플러스 SK텔레콤 등 통신사들의 움직임이 주목된다.

특히 AIDC는 기존 데이터센터보다 10배 이상 높은 전력 밀도를 지원하고 빠르게 서버를 냉각하는 차세대 냉각 시스템과 고성능 네트워크 인프라를 갖춰 AI 서버를 대규모로 운용하는데 필수적인 시설로 꼽힌다.

기존 통신 사업의 정체를 타파하고자 하는 이동통신 3사는 AIDC 구축에 빠르게 나서고 있다.

KT는 자회사 KT클라우드를 통해 경기도 고양시에 '백석 AI DC'를 개관하며 안정적인 코로케이션 서비스를 제공하고 있다.

아울러 HCX(혼합 클라우드 확장)를 통해 수도권 데이터센터가 네트워크 하나를 공유하는 '원 DC' 네트워크와 글로벌 CSP와의 연결을 돕는 전용회선 서비스를 제공하고 있다.

LG유플러스는 AI DC 시장 선점을 위해 글로벌스탠다드테크놀로지(GST)와 액침 냉각 솔루션 개발을 위한 업무협약을 맺었다.

또 경기도 파주시에 하이퍼스케일급 데이터센터 '파주 센터'를 구축해 오는 2027년 준공할 예정이다. 이를 통해 LG유플러스는 파주 센터를 국내 대표 AI DC로 키운다는 계획이다.

SK텔레콤은 'AI DC 테스트베드'를 판교 사옥에 마련해 수도권에 위치한 가산 데이터센터를 AI DC로 전환하고 있다.

아울러 SK텔레콤은 미국의 람다와 협력해 오는 3월 국내 최초로 최신 GPU인 'H200'을 도입할 예정이다.

업계 관계자는 "AI 서버 제작과 확산을 위해 필요한 작업들이 상당 부분 많다"며 "수요가 빠르게 증가하는 가운데 분야별 국내외 업체들의 경쟁도 치열해질 것"이라고 설명했다. 

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