AI 반도체 독점 균열 조짐
AMD·브로드컴 공급망·ASIC 공세 확대
구글은 PEF 블랙스톤과 TPU 동맹 구축

엔비디아가 장악하고 있는 인공지능(AI) 반도체 시장에 균열 조짐이 확산하고 있다. AMD와 브로드컴, 구글 등 주요 기업들이 각기 다른 방식으로 AI 인프라 시장 공략에 속도를 내면서 그래픽처리장치(GPU) 중심 질서에도 변화 압력이 커지는 양상이다. AMD는 첨단 패키징과 공급망 확대에 막대한 자금을 투입했고, 브로드컴은 맞춤형 AI 반도체를 앞세워 빅테크 고객사 확보에 나섰다. 구글 역시 자체 반도체와 클라우드 인프라를 결합한 수직계열화 전략으로 엔비디아 중심 생태계에 정면 승부수를 던지고 있다.

AMD, 대만 AI 공급망 투자 확대

25일(이하 현지시간) CNBC에 따르면 AMD는 21일 성명을 통해 차세대 AI 인프라를 위한 첨단 패키징 생산 능력 확대와 전략적 파트너십 강화에 100억 달러(약 15조원) 이상을 투입할 계획이라고 밝혔다. AMD는 대만의 주요 반도체 후공정 기업들과 협력해 반도체 칩 간 전력 효율과 대역폭을 획기적으로 높이는 기술 고도화에 주력할 방침이다.

먼저 대만 반도체 패키징 업체 ASE테크놀로지·SPIL과 협력해 AI 시스템 및 프로세서의 전력 효율을 높이는 차세대 웨이퍼 기반 2.5D 브리지 인터커넥트 기술(EFB)을 개발·검증한다. PTI(파워텍테크놀로지)와는 업계 최초로 2.5D 패널 기반 EFB 인터커넥트 양산 검증을 완료한 상태다. AMD의 6세대 EPYC CPU(코드명 ‘베니스’)와 인스팅트 MI450X GPU를 탑재한 랙 규모 AI 플랫폼 ‘헬리오스’는 올해 하반기부터 대규모 배포에 들어갈 예정이다. 산미나, 위윈, 위스트론, 인벤텍 등 주요 ODM 파트너사들이 헬리오스 기반 시스템 제조를 지원한다.

이번 투자 계획은 리사 수 AMD 최고경영자(CEO)가 대만을 방문 중인 가운데 발표됐다. 수 CEO는 지난 20일 대만에 도착해 22일까지 현지 일정을 소화했다. 그는 20일 세계 최대 파운드리(반도체 위탁생산) 기업인 TSMC의 웨이자저 회장과 회담했고, 21일에는 대만 주요 공급업체 대표들과 비공개 회의를 진행했다. 수 CEO는 21일 저녁 호텔 앞에서 취재진과 만나 "TSMC는 우리의 훌륭한 파트너"라며 "향후 대만과 미국 애리조나에서 지속적으로 생산능력을 확대할 계획"이라고 밝혔다. 이어 "우리는 항상 대만에서 사업을 확장하고 있다"면서 "대만에는 매우 많은 AMD 엔지니어들이 근무하고 있고, 이곳에서 AMD의 모든 제품군 연구개발(R&D)이 이뤄지고 있다"고 강조했다.

브로드컴, 맞춤형 AI칩 전략 본격화

AMD의 대규모 투자 발표는 다수 반도체 기업들이 엔비디아 추격에 나서고 있는 흐름과 맥을 같이한다. 미국 반도체·인프라 소프트웨어 기업 브로드컴 역시 최근 맞춤형 AI 반도체(ASIC) 사업을 급속도로 확대하며 엔비디아 GPU 중심 시장 구조에 균열을 가하고 있다. 브로드컴은 범용 GPU 시장에서 엔비디아와 정면 승부를 택하지 않았다. 대신 구글·메타·오픈AI 등 초대형 고객사들과 공동 설계 방식의 AI 반도체 개발에 집중하고 있다. 특정 AI 서비스와 워크로드에 최적화된 칩을 공급하면서 전력 효율과 비용 절감 효과를 극대화하겠다는 전략이다.

시장 분위기도 변화 조짐이 뚜렷하다. AI 데이터센터 구축 비용이 급증하면서 빅테크 기업들은 GPU 확보 경쟁보다 장기 운영비 절감에 더욱 민감하게 반응하고 있다. AI 추론 서비스 확대 국면에서는 연산 성능만큼 전력 효율과 발열 관리 능력이 중요 변수로 부상하고 있기 때문이다. 브로드컴은 바로 이 지점을 정조준하고 있다. 고속 네트워킹 반도체와 인터커넥트 기술, 첨단 패키징 역량까지 동시에 확보한 덕분에 AI 데이터센터 전체 구조를 아우르는 공급 전략이 가능하다는 평가다.

최근 월가에서도 브로드컴의 존재감이 빠르게 확대되는 분위기다. 2026회계연도 1분기 브로드컴의 AI 매출은 84억 달러(약 12조6,000억원)로 전년 대비 106% 증가했고, 2분기 AI 반도체 매출은 107억 달러(약 16조원)에 달할 전망이다. 이에 골드만삭스는 지난달 보고서를 통해 브로드컴과 엔비디아를 AI 컴퓨팅 시장의 핵심 수혜 기업으로 동시에 지목했다. 특히 브로드컴의 경우 빅테크 고객사들의 맞춤형 AI 칩 수요 증가에 힘입어 중장기 성장 가시성이 더욱 높아졌다는 평가가 나온다. 이는 AI 인프라 경쟁의 무게중심이 범용 GPU 구매 확대에서 ‘목적형 AI 시스템 구축’으로 이동하는 흐름과 맞물린 영향으로 분석된다.

구글, TPU 상업화 승부수

AMD와 브로드컴이 각각 패키징 능력 확대와 맞춤형 ASIC 시장에서 엔비디아 추격에 속도를 내고 있다면, 구글은 자체 AI 반도체와 클라우드 인프라를 결합한 수직계열화 전략으로 엔비디아 중심 GPU 생태계에 정면 도전장을 내밀고 있다. 구글은 지난달 AI 추론용 신규 칩과 학습용 차세대 텐서처리장치(TPU)를 공개했다. 구글은 이미 앤스로픽에 약 100만 개의 TPU 접근권을 제공하는 계약을 체결했고, 메타 플랫폼과도 협력 관계를 맺고 있다.

시장에서는 이번 프로젝트를 외부 고객 대상으로 구글 TPU를 본격 상업화하려는 가장 큰 시도로 평가한다. 그간 구글을 자체 데이터센터와 일부 전략적 파트너 중심으로만 TPU를 활용해 왔다. 여기에 블랙스톤의 자본력도 변수다. 블랙스톤은 월가에서 가장 적극적으로 AI에 투자하는 운용사 중 하나다. 2021년 데이터센터 운영사 QTS 리얼티 트러스트를 인수했고, 2024년에는 데이터센터 기업 에어트렁크 인수 계약도 체결했다. 월스트리트저널(WSJ)에 따르면 양사는 블랙스톤이 최대 지분을 보유하는 형태로 미국 내 합작법인을 설립할 예정으로, 블랙스톤은 초기 자본금으로 50억 달러(약 7조5,000억원)를 투입한다.

합작사의 핵심 경쟁 상대는 코어위브다. 코어위브는 엔비디아 AI 칩을 대규모로 확보한 뒤 이를 기반으로 AI 클라우드 인프라를 구축해 기업 고객에 제공하는 이른바 '네오클라우드' 업체다. AI 모델 학습과 추론에 필요한 컴퓨팅 수요가 폭증하면서, 현재 주요 AI 기업 상당수가 코어위브 인프라에 의존하고 있다. 구글과 블랙스톤은 엔비디아 GPU 대신 TPU 기반 클라우드 서비스를 제공함으로써 코어위브 고객을 확보하는 동시에, 엔비디아 중심의 AI 컴퓨팅 시장에 도전하겠다는 전략으로 풀이된다.