글로벌 반도체 시장은 인공지능(AI) 기술 발전에 힘입어 유례없는 폭발적 성장의 중심에 있으며, 미‧중간에 벌어지고 있는 기술 패권경쟁의 핵심으로 부상하면서 공급망 재편이 진행되고 있어 우리기업에게 기회와 위기를 동시에 제공하고 있습니다.

인공지능(AI)은 단순한 기술 트렌드를 넘어 글로벌 산업 전반의 비즈니스 모델과 IT 인프라 패러다임을 근본적으로 재편하고 있습니다. 생성형 AI 모델의 거대화와 분산 추론, 에이전트(Agentic) AI의 확산은 데이터 처리량의 기하급수적 증가를 촉발했으며, 그 중심에서 AI 반도체는 핵심 하드웨어 인프라로 자리매김하고 있습니다.

AI반도체는 AI 연산을 처리하는 모든 칩을 포괄하는 개념으로 현재 AI반도체 시장은 학습(Training) 중심에서 대규모 실시간 추론(Inference) 및 엣지(Edge) 영역으로 무게중심이 확장되며 아키텍처의 분화가 가속화되고 있습니다.

이 중 AI가속기는 CPU 보다 빠르고 효율적으로 딥러닝과 추론을 처리하도록 설계된 전용 반도체를 의미하며, 지금까지는 엔비디아의 GPU가 AI가속기 시장을 사실상 독점해왔으나 최근에는 오픈AI, 메타, 구글, 아마존 등 주요 기업들이 자체적으로 칩 개발에 나서며 판도가 바뀌어 가고 있으며, 이러한 흐름은 단순히 미국 내 기술 경쟁을 넘어 TSMC와 같은 파운드리, SK하이닉스‧삼성전자 등 HBM 공급사, 전략반도체, 패키징, 냉각장비 업체에 이르기까지 글로벌 공급망 전반에 파급 효과를 미치고 있습니다.

하이퍼스케일러 빅테크 기업들의 맞춤형 AI칩(ASIC & NPU) 내재화 움직임은 총소유비용(TCO) 절감과 특정 추론 알고리즘 최적화를 위한 커스텀 실리콘 도입의 급증으로 이어지고 세계 반도체 생태계의 새로운 수요를 촉발하고 있고, 동시에 온디바이스 AI(스마트폰, AI PC, 자율주행 모빌리티, 로보틱스) 구동을 위한 저전력 고효율 NPU가 필수 탑재되는 추세이며, 초고대역폭 메모리(HBM & 차세대 CXL)는 연산 장치와 메모리 간 병목현상(Memory Wall)을 해소하기 위해 HBM3E를 넘어선 HBM4(16단·20단 적층 및 TSV 기술)와 초저지연 스토리지 계층(CPO, 실리콘 포토닉스 연계)의 채택이 본격화되고 있습니다.

한편, 글로벌 반도체 공급망은 칩 설계부터 파운드리, 첨단 패키징, 패키지 냉각 솔루션까지 전 분야에서 복합적인 연합 전선으로 빠르게 재편되고 있으며, 향후 AI 반도체 경쟁의 승패는 단순한 연산 성능의 수치를 넘어 전력 효율(Performance per Watt), 발열 제어(수랭 인프라 전환), 그리고 칩렛 기반 첨단 패키징 생태계 구축 역량에 달려 있다고 지적되고 있습니다.

이에 당사는 AI시대의 핵심 기술로 주목받는 반도체산업, 특히 AI반도체를 중심으로 한 유망기술과 개발동향, 시장전망과 주요기업 동향 등을 종합 분석하여 본서를 발간하게 되었으며, 본서가 격변하는 반도체 기술과 시장에 관심을 갖고 계신 모든 분께 조금이나마 도움이 되기를 기대해 봅니다.