전세계 AI 가속기 시장 규모 전망, 최신이슈, 정책 및 기술 동향

유레인 리서치가 발표한 시장조사보고서에 따르면, 글로벌 AI 가속기 시장은 2021년 12.0억 달러에서 2030년 44.7억 달러로 성장할 것으로 전망되며, 연평균 성장률(CAGR) 15.73%를 기록하는 견고한 성장세를 보여줍니다.

 

AI 가속기 시장 규모 전망

 

해당 시장의 최신 이슈는 크게 3가지로 볼 수 있습니다.

 

1. 엔비디아의 시장 독점과 공급 부족 문제

 

AI 가속기 시장에서 가장 중요한 이슈는 엔비디아의 압도적인 시장 지배력입니다. 엔비디아는 AI 가속기 시장 점유율 90% 이상을 차지하며, GPU 시장에서도 80% 이상의 점유율을 보유하고 있습니다. 이러한 독점적 지위는 AI 산업 전반에 공급망 리스크를 야기하고 있습니다.

특히 엔비디아의 차세대 AI 가속기 '블랙웰' 시리즈에서 설계 결함이 발견되어 3개월 이상 납품이 연기되면서, 마이크로소프트, 구글, 메타 등 주요 빅테크 기업들의 AI 사업 계획에 차질이 발생하고 있습니다.

 

 

 

2. 생성형 AI 폭증과 메모리 수요 급증

 

생성형 AI의 확산으로 고대역폭메모리(HBM)에 대한 수요가 폭증하고 있습니다. 전체 D램 시장에서 HBM이 차지하는 비중은 2023년 10% 이하에서 2024년 20% 이상으로 급증했으며, 2025년에는 30% 이상을 차지할 것으로 예상됩니다. 이는 AI 모델의 대형화와 실시간 처리 요구사항 증가에 따른 것입니다.

3. 기업들의 자체 AI 칩 개발 가속화

 

공급 부족과 높은 비용 문제로 인해 30% 이상의 기업이 자체 칩 설계에 착수하고 있습니다. 아마존(Trainium), 구글(TPU), 마이크로소프트 등 주요 빅테크 기업들이 자체 AI 칩 개발에 적극 나서고 있으며, 이는 엔비디아 의존도를 낮추기 위한 전략적 움직임입니다.

 

 

한국 정부는 2025년 신규 R&D 사업으로 '엔비디아를 능가하는 자율차용 AI 가속기 반도체' 개발을 추진하고 있습니다. 산업통상자원부는 초격차 프로젝트를 통해 주력산업 맞춤형 온-디바이스 AI 반도체 개발에 집중하고 있으며, 이는 기술주권 확보를 위한 핵심 전략입니다.

5nm 노드 프로세스 기술과 3D 칩 스택킹, 실리콘 포토닉스 등 차세대 제조 기술이 AI 칩의 성능 향상과 에너지 효율성 개선을 이끌고 있습니다. 특히 **AI 기반 반도체 설계 자동화(EDA)**를 통해 설계 시간이 단축되는 등 기술 혁신이 가속화되고 있습니다.

AMD는 MI325X 시리즈를 통해 엔비디아 추격에 나서고 있으며, 2024년 4분기 데이터센터 GPU 매출 40억 달러 가까이 기록하며 전년 대비 70% 성장했습니다. 

삼성전자는 AI 가속기용 그래픽 D램(GDDR) 시장에서 2/3 이상의 점유율을 기대하고 있으며, SK하이닉스는 HBM 시장에서 독점적 공급 주도권을 유지하고 있습니다. 이들은 엔비디아의 공급망 문제로 인한 반사이익을 누리고 있는 상황입니다.

 

AI 가속기 시장은 2030년까지 연평균 15.73%의 견고한 성장을 지속할 것으로 전망되며, 생성형 AI 확산, 엣지 AI 발전, 자율주행차 상용화 등이 주요 성장 동력으로 작용할 것입니다. 그러나 공급망 집중화 리스크, 지정학적 긴장, 기술 표준화 부족 등이 시장 발전의 주요 과제로 남아있습니다.

향후 AI 가속기 시장은 산업별 특화, 맞춤형 솔루션, 에너지 효율성 극대화 방향으로 발전할 것으로 예상되며, 이는 전 세계 디지털 전환과 AI 혁신을 가속화하는 핵심 인프라로 자리잡을 것입니다.

 

 

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