엔비디아 AI 칩, 물량 부족에 가격 상승
애플 등 빅테크, 자체 AI칩 개발로 선회
'브로드컴 설계·TSMC 생산' 방식 채택

애플이 데이터센터 서버용 인공지능(AI) 반도체를 미국의 반도체 설계업체 브로드컴과 협력해 자체 개발 중인 것으로 알려졌다. 오픈AI도 AI칩 글로벌 공급망을 구축하겠다는 당초 계획을 수정해 브로드컴·TSMC와 협력해 자체 AI칩 개발에 나섰다. 엔비디아의 관련 시장 독점으로 AI칩 품귀 현상이 빚어지며 가격이 천정부지로 치솟는 상황에서 엔비디아에 대한 의존도를 낮추기 위한 조치로 빅테크 기업들의 AI칩 경쟁이 한층 치열해질 것으로 예상된다.

애플, 최첨단 AI 기능 구현 위해 자체 칩 개발

12일(현지 시각) IT 전문매체 디인포메이션은 사안에 정통한 관계자를 인용해 "애플이 오는 2026년 대량 생산을 목표로 '발트라'라는 코드명의 AI 칩을 개발 중"이라며 "애플의 AI 칩은 세계 최대 파운드리 업체인 대만 TSMC의 3세대 3나노(N3P) 공정을 적용해 생산할 예정"이라고 보도했다. 브로드컴은 여러 고성능 반도체와 소프트웨어 제품을 설계·개발하는 전문기업으로 애플은 지난해 5월 브로드컴과 5세대(5G) 무선주파수 부품과 무선접속 부품 개발을 위해 수십억 달러 규모의 계약을 체결했다.

업계에서는 애플의 이러한 움직임이 AI 반도체 선두 주자인 엔비디아 의존도를 줄이기 위한 조치로 보고 있다. 애플은 이미 아이폰용 칩 설계를 시작으로 성능과 에너지 효율성을 개선한 맥 프로세서를 개발해 2020년부터 인텔 칩 대신 탑재하고 있다. 지난 5월 블룸버그통신은 "애플이 스마트폰과 노트북에 이어 자체 개발한 AI 칩을 사용한 데이터센터를 통해 자사 기기에서 최첨단 AI 기능을 구현할 계획"이라고 보도했다. 올해 6월 열린 세계개발자컨퍼런스(WWDC)에서 애플은 자체 서버 칩을 사용해 자사 기기의 AI 기능을 강화할 계획이라고 밝혔다.

최근에는 아이폰, 아이패드, 맥 등 비롯한 애플 기기에 AI 기능 접목을 본격화했다. 그동안 빅테크의 AI 경쟁에서 뒤처졌다고 지적받아 온 애플은 지난 10월 자체 AI 시스템인 애플 인텔리전스를 최초로 선보이며 반격에 나섰다. 지난 11일에는 자사 음성비서 시리와 챗GPT를 통합해 애플 인텔리전스 시스템 고도화를 했다고 밝혔다. 이와 함께 애플의 AI 기능을 뒷받침할 인프라로 대만 북부 지역에 데이터센터 설립도 추진하고 있다. 대만 현지 언론에 따르면 애플은 이 데이터센터 건설에 1,000억 달러(약 4조3,000억원) 이상 투입할 예정이다.

오픈AI, 공급망 구축에서 '자체 개발'로 선회

한편 엔비디아 칩의 공급 부족에 더해 가격이 폭등하면서 다른 빅테크 기업들도 엔비디아에 대한 의존도를 줄이기 위해 자체 칩 개발에 나서고 있다. 챗GPT 개발사 오픈AI도 애플과 마찬가지로 브로드컴 설계·TSMC 생산 방식으로 자체 AI 칩 개발에 나섰다. 로이터통신 등 주요 언론에 따르면 "오픈AI는 급증하는 인프라 수요를 충족하기 위해 엔비디아 칩과 함께 AMD 칩도 추가로 사용할 계획"이라며 "장기적으로는 AI 칩 자체 개발을 포함해 공급을 다각화하고 비용을 절감하기 위한 다양한 옵션을 검토해 왔다"고 전했다.

당초 오픈AI는 칩 설계부터 생산까지 모든 것을 자체적으로 해결하기 위해 글로벌 네트워크를 만들고, 파운드리 구축에 필요한 대규모 자본 조달을 계획했다. 이 때문에 샘 올트먼 CEO는 삼성전자, SK하이닉스 등 국내 반도체 기업을 포함해 글로벌 기업과 논의에 나섰다. 하지만 소식통에 따르면 최근 오픈AI는 비용과 시간 문제로 파운드리 구축 계획을 접고, 대신 AI 칩 설계에 집중하기로 했다. AI 칩을 가장 많이 구입하는 기업으로 꼽히는 오픈AI가 자체 칩을 개발하고 공급을 다각화하기로 한 결정은 업계에 큰 영향을 미칠 것이란 전망된다.

틱톡 모회사 중국의 바이트댄스도 미 행정부의 대중국 첨단 반도체 수출 제한을 벗어나기 위해 브로드컴과 함께 AI 칩을 개발 중이다. 주문형 반도체(ASIC)로 5나노 공정을 적용한 이 제품은 미국의 대중국 수출 제한 규정에 적용을 받지 않는 규격으로 칩의 생산은 TSMC가 맡는다. 미국의 1차 제재가 시작되기 전에 AI 사업을 추진하기 위해 엔비디아 칩을 비축해 온 바이트댄스는 이제 화웨이의 어센트 910B 반도체와 함께 자체 개발한 AI 칩을 조달해 대규모 언어 AI 모델의 훈련과 알고리즘 고화에 사용할 것으로 예상된다.

구글·MS·메타 등 빅테크들, 'AI칩'에 승부 

인텔, 구글, 마이크로소프트(MS) 등 미국의 주요 빅테크 기업들은 '탈(脫) 엔비디아'를 위한 동맹을 결성했다. 지난 5월 인텔·구글·MS·메타를 비롯한 빅테크 기업들이 데이터센터에서 AI 가속 칩들을 연결하는 새로운 기술 표준을 개발하기 위해 'UA링크(UALink·Ultra Accelerator Link) 프로모터 그룹'을 설립했다. AMD와 브로드컴, 휴렛팩커드 엔터프라이즈(HPE), 시스코 등 관련 기업들도 이번 UA링크 프로모터 그룹의 후원사로 참여해 엔비디아만 빼고 다 뭉친 모양새다.

엔비디아는 자사의 AI 가속기를 위한 전용 인터페이스 NV링크(NVLink)를 제공하고 있는데 자사 AI 칩을 사용하려면 NV링크와 이에 맞춰 설계된 전용 서버를 함께 구매해야 한다. 이는 쿠다(CUDA) 명령어 세트와 더불어 AI 산업에서 엔비디아의 독점 체제를 더욱 강화하는 요인으로 꼽힌다. 실제 AI 데이터센터에서 엔비디아 점유율은 무려 80%가 넘는다. UA링크 프로모터 그룹의 목표는 NV링크를 대체할 수 있는 차세대 범용 인터페이스를 개발해 업계에 개방형 표준을 제공하는 것이다.

자체 칩 개발이나 외부 업체와의 협력을 통해 대안을 모색하는 작업도 활발하다. 인텔은 지난달 '인텔 비전 2024' 행사를 통해 AI 학습·추론용 반도체 '가우디 3'을 발표했고 메타도 페이스북의 광고 순위 지정·추천 등에 사용되는 자체 설계 AI 가속기 '메타 훈련·추론 가속기' 2세대를 내놨다. MS는 지난해 AI 학습·추론을 위한 자체 설계 칩 '마이아'와 '애저 코발트'를 공개했다. 아마존은 이미 인퍼런시아 등 자체 개발한 맞춤형 AI 칩 제품군이 여럿 보유했고 구글과 AWS도 텐서 프로세싱 유닛(TPU)과 AI 워크로드를 위한 자체 칩을 개발한 상태다.