여타의 세트 및 일반서버 등에서 수요 부진이 강력히 점쳐지는 반면 인공지능을 중심으로 하는 반도체 시장은 급속도로 커지고 있다. 반도체업계에 강력한 AI붐이 일고 있는 가운데 단기적으론 고성능 GPU가 AI칩의 역할을 수행하고 있지만 중장기적으론 비용 효율성 있는 AI칩이 각광 받을 것으로 전망된다.

시장조사기관 가트너(Gartner)가 AI 워크로드를 실행하도록 설계된 반도체에 대한 전망을 23일 발표했다. 

가트너에 따르면, AI 칩은 2023년에 전년 대비 20.9% 증가한 534억달러(한화 약 71조4,000억원) 규모의 매출 기회를 창출할 것으로 예측됐으며, AI 반도체 매출은 전망 범위에 해당하는 기간 동안 계속해서 두 자릿수 성장률을 유지할 것으로 내다봤다.

2024년에는 25.6% 증가한 총 671억달러(약 89조7,000억원)에 이를 것으로 기대했다. 더불어 2027년에는 2023년 시장 규모의 2배가 넘는 총 1,194억달러(약 159조6,000억원)에 이를 것으로 예상했다.

기업에서 AI 기반 워크로드가 널리 사용됨에 따라 더 많은 산업 및 IT 기업에서 AI 칩이 포함된 시스템을 배포할 것으로 전망된다. 가트너는 소비자 가전 시장의 경우 디바이스에 사용되는 AI 지원 애플리케이션 프로세스의 가치가 2022년 5억8,000만달러에서 2023년 말 12억달러로 상승할 전망이라고 언급했다.

삼성전자, SK하이닉스, DB하이텍 등 국내 주요 반도체 플레이어 3사가 AI반도체 생태계에 적극 투자하는 이유도 이처럼 시장 확대가 빠르게 이뤄지기 때문이다. 

AI 기반 워크로드는 성능과 정확성뿐 아니라 비용 효율적인 실행을 지원하기 위해 효율적이고 최적화된 설계의 필요성이 최근 대두되고 있다. 이에 따른 맞춤형 설계 AI 칩 배포가 증가할 것으로 보인다. 

가트너의 VP 애널리스트인 앨런 프리스틀리는 “많은 조직에서 광범위한 AI 기반 워크로드, 특히 생성형 AI 기술을 기반으로 하는 워크로드에 대한 맞춤형 AI 칩을 대거 배포하면서 현재 활용되는 주요 칩 아키텍처인 개별 GPU를 대체할 것”이라고 예측했다.

생성형 AI는 개발 및 배포에 필요한 고성능 컴퓨팅 시스템 수요를 주도하고 있다. 현재는 엔비디아를 중심으로 고성능 GPU 기반 시스템 및 네트워킹 장비를 제공하는 많은 업체들이 상당한 단기적 이득을 얻고 있다. 

그러나 가트너는 장기적으로 하이퍼스케일러가 AI 애플리케이션을 배포하는 효과적이고 비용 효율적인 방법을 모색함에 따라, 맞춤형 설계 AI 칩의 사용이 증대될 것으로 예측했다. 이미 커스터마이징된 AI칩셋들이 팹리스를 중심으로 실증단을 넘어 시장 도입 단계에 이른 상황이다.

엣지 AI 등 알고리즘 경량화와 최적화를 강점으로 꼽으며 시장에 관련 솔루션 및 포트폴리오를 소개하는 AI 기업과 AI칩 제조사들이 늘고 있는 것이 현재 시장 상황이다.

프리스틀리(Alan Priestley)는 “생성형 AI의 발전과 데이터 센터, 엣지 인프라 및 엔드포인트 디바이스에서의 광범위한 AI 기반 애플리케이션 사용 증가에 따라, 고성능 그래픽 처리 장치(GPU)와 최적화된 반도체 디바이스 구축이 필수가 됐다”며, “이것이 AI 칩의 생산과 배포를 주도하는 주요한 원동력”이라고 말했다.