삼성전자·SK하이닉스 GPU·TPU 모두 필수 공급처 수혜 예상
[이슈밸리=기업분석팀] 엔비디아가 AI 반도체 시장을 사실상 독점하는 가운데, 구글이 내놓은 AI 전용 칩 ‘TPU(텐서 프로세싱 유닛)’와 자체 설계 중앙처리장치 ‘액시온(Axion)’이 판도를 변화시키고 있다.
구글 TPU v4·v5는 대규모 AI 학습·추론 과정에서 엔비디아의 고성능 GPU보다 전력 효율과 비용 효율 면에서 20~50% 우위라는 분석이 해외 리포트를 통해 이어지고 있다.
미국 블룸버그는 “TPU는 범용 회로를 최소화해 특정 AI 작업에서는 GPU보다 효율적”이라고 전했다.
구글은 이 칩을 단순한 내부용 가속기에 머무르지 않고, 클라우드 서비스·AI 모델·반도체를 하나로 묶는 ‘수직계열화 전략’으로 확장해 엔비디아의 가격 주도권을 흔드는 방식으로 승부수를 띄우고 있다.
올해 공개된 Arm 기반 중앙처리장치 액시온은 기존 x86 CPU 대비 성능은 최대 50%, 전력 효율은 최대 60% 개선됐다는 평가를 받으며, 아마존·마이크로소프트 등 경쟁 클라우드 업체와의 격차를 좁히고 있다는 분석도 나온다.
◆ “메타까지 움직였다… 엔비디아 시가총액 약 2500억달러 증발”
시장 변곡점은 ‘메타(페이스북 모회사)가 구글 TPU 도입을 검토한다’는 해외 보도가 나오면서 만들어졌다. 이 보도 직후 엔비디아의 시가총액은 2,500억 달러 가까이 증발했고 알파벳(구글 모회사) 주가는 급등했다. 글
로벌 투자은행 모건스탠리는 구글이 향후 연간 50만~100만 개 규모의 TPU 출하가 가능하다며, 이 경우 구글 클라우드 사업 매출이 10% 이상 성장하고 순이익도 뚜렷이 개선될 수 있다고 전망했다.
해외 전문가들은 이 흐름을 ‘점유율 싸움’이 아닌 ‘마진(이익률) 전쟁’의 시작으로 규정한다. 글로벌 금융매체 인베스팅닷컴은 “하이퍼스케일러(대형 데이터센터 기업)들이 TPU·전용 칩을 적극 도입하는 순간 엔비디아의 초과 이익 구조가 처음으로 시험대에 오른다”고 분석했다.
반면 미국 경제지 배런스는 “메타·마이크로소프트는 여전히 AI 모델 학습 과정 대부분에서 엔비디아 GPU 의존도가 높다”며 “엔비디아의 지위가 즉시 흔들리지는 않을 것”이라고 평가했다.
다만 업계의 공통된 해석은 분명하다. 하이퍼스케일러들은 ‘엔비디아 GPU를 버리려는 것이 아니라, 엔비디아가 마음대로 가격을 올리지 못하도록 제2 옵션을 확보하는 과정’이라는 점이다.
이 과정에서 TSMC·삼성전자 등 파운드리는 GPU·TPU 모두에서 필수 공급처로 자리 잡으며 수혜가 이어질 것으로 평가된다. HBM(고대역폭 메모리)을 공급하는 SK하이닉스·삼성전자 역시 구조적 수혜가 예상된다.
◆ “AI 반도체 패권은 칩 회사가 아닌 ‘클라우드 제국’이 결정”
전문가들은 중장기적으로 엔비디아의 독주 체제가 유지되더라도, 그 성장 방식은 완전히 달라질 것이라고 본다. 초거대 AI 모델이 커질수록 GPU만으로 비용을 감당하기 어려워지고, TPU·ASIC(특정 기능 전용 칩)·Arm 기반 중앙처리장치 등 다양한 가속기가 특정 작업을 대체하며 AI 칩 생태계가 다변화된다는 것이다.
미국 투자조사업체 모닝스타는 “대형 기술기업의 자체 개발 칩 전환은 이미 예정된 수순이었다”며 “엔비디아와 AMD는 여전히 승자지만 높은 이익률을 유지하기는 점점 어려워질 것”이라고 분석했다.
AI 반도체 시장에서는 ‘한 회사의 칩’이 아니라 ‘칩 설계·모델·데이터센터를 통합한 클라우드 플랫폼’이 승자를 결정한다는 분석도 힘을 얻고 있다. 구글이 TPU·액시온·초거대 AI 모델 제미나이(Gemini)를 하나의 묶음으로 통합하는 이유가 여기에 있다.
GPU 중심의 생태계가 균열되면서, 한국 반도체 업계에서는 “칩 설계사는 바뀌더라도 파운드리와 HBM 수요는 공통으로 증가한다”는 전략적 의미가 부각되고 있다.
결국 이번 구글의 진입은 엔비디아의 지위를 즉각 무너뜨리지는 않더라도, 가격 결정력과 시장 구조를 서서히 재편하는 ‘비가시적이지만 강력한 균열’이라는 평가가 높아지고 있다.
