| 한스경제=고예인 기자 | “2030년 반도체 시장 1조 달러 돌파”
글로벌 컨설팅·리서치 기관들이 공통적으로 내놓는 반도체 시장 전망이다.
생성형 AI와 자율주행, 로봇·스마트 공장으로 대표되는 ‘피지컬 AI’가 본격화되면서 반도체 수요 구조 자체가 바뀌고 있다는 것이다. 대만과 한국의 오늘을 둘러싼 논쟁은 결국 이 1조달러 시장에서 누가 어떤 위치를 차지하느냐의 싸움으로 이어진다.
◆ 1조달러를 향해 질주하는 AI 반도체
4일 PwC·카운터포인트리서치 등에 따르면 글로벌 반도체 시장은 2030년 전후 1조달러를 넘어설 전망이다. 엔비디아를 필두로 한 AI 가속기 수요가 단기적 호황을 넘어 ‘기본 수요(base demand)’로 전환되면서 서버·네트워크 장비용 반도체, 차량용 반도체, AI 가속기와 이를 받쳐줄 메모리·광학 인터커넥트가 가장 빠르게 성장할 분야로 꼽힌다.
시장조사업체들은 AI 서버를 중심으로 한 고성능 칩(HPC) 시장이 향후 5~7년간 연평균 두 자릿수 성장을 이어갈 것으로 본다. 생성형 AI 학습·추론 수요가 동시에 확대되면서 GPU·NPU·ASIC 수요가 폭증하고 이를 뒷받침하는 데이터센터 CPU·인터커넥트·CXL 기반 메모리 확장 기술도 빠르게 증가하고 있다.
전장·자율주행의 진전으로 자동차 반도체 시장 역시 2030년 2000억달러대에 근접할 것이란 전망도 나온다. 산업용·로봇·IoT를 포함한 엣지 컴퓨팅 확대 흐름까지 감안하면 반도체는 더 이상 개별 제품이 아닌 ‘AI 인프라 산업’으로 성격이 바뀌고 있다는 분석이다.
지난 9월 개최된 세미콘 타이완 2025에서는 이러한 구조적 변화가 더욱 선명하게 드러났다. TSMC는 2나노(N2) 공정과 RE100 기반 그린팩토리 확장을 핵심 축으로 제시하며 ‘AI 시대의 전력·환경 대응 능력’이 파운드리 경쟁력의 일부로 편입됐음을 강조했다. 첨단 패키징(CoWoS·SoIC) 증설 계획도 대거 공개되며 AI 칩을 최종 완성해 고객사에 통합 공급하는 ‘풀스택 제조사’로서의 전략이 강화됐다.
업계 전문가들은 “AI와 데이터센터의 확장은 단일 제품 사이클이 아니라 산업 구조 자체를 재편하는 흐름”이라며 “2030년 반도체 시장의 주도권은 AI 수요를 가장 넓게 흡수하는 국가와 기업이 가져가게 될 것”이라고 말했다.
◆ 한국·대만의 2030년 반도체 포지션, ‘AI 로직 vs AI 메모리’로 갈려
지금까지의 판도만 보면 ‘AI 서버=TSMC+엔비디아+삼성·하이닉스’라는 삼각 구도가 굳어지는 모습이다. 파운드리는 TSMC, 설계는 엔비디아, 메모리는 한국 기업이라는 역할 분담 구조다. 문제는 이 구도가 2030년까지 유지될지 아니면 한국이 파운드리·시스템 반도체 영역으로 보폭을 넓힐 수 있을지다.
대만은 향후 10년에도 AI용 첨단 로직 생산의 ‘세계 중심’이 될 가능성이 높다. TSMC는 2나노 이후 1.4나노(아리아) 등 초미세 공정 로드맵을 선점하며 엔비디아·애플·AMD 등 글로벌 리딩 팹리스의 대부분을 확보하고 있다. 또한 CoWoS·SoIC 등 AI 칩 전용 패키징 증설을 공격적으로 추진해 AI 서버용 GPU 생산에서 사실상 ‘병목 제거자(Bottleneck Solver)’ 역할을 하고 있다.
전력 인프라 역시 전략적 축으로 떠올랐다. AI 서버 증가로 공장·도시 단위의 전력 부담이 심화되자 TSMC는 RE100 기반 그린팩토리 확장을 통해 ‘친환경·대규모 AI 로직 생산기지’로의 전환을 서두르고 있다.
그렇다면 한국은 어디에 서게 될까. 당장 눈에 띄는 건 메모리, 그 중에서도 HBM이다. 한국은 메모리 산업에서 AI의 최대 수혜국으로 꼽힌다. AI 모델 규모가 커질수록 GPU 한 개당 필요한 HBM 용량이 늘어나고 이는 한국 기업들이 주도하는 HBM 시장을 구조적으로 확대한다.
삼성전자와 SK하이닉스는 HBM4(2026~2027), HBM4E(2027~2028) 로드맵을 본격화하며 AI 서버 최적화 메모리를 장기 공급할 계획이다. HBM4E는 발열·속도·용량 문제를 동시에 개선하는 차세대 솔루션으로 엔비디아·AMD·인텔 등 주요 AI 칩 설계사들이 기본 채택을 전제로 하고 있다.
한국의 강점은 메모리 기술력 외에도 패키징·테스트·전력 제어 기술까지 결합한 ‘HBM 생태계’가 빠르게 형성되고 있다는 점이다. 다만 초미세 공정 기반 로직 경쟁력은 대만·미국 대비 제약이 있어 AI 시대의 핵심 역할은 메모리·저장장치·AI 서버 최적화 솔루션 중심으로 집중될 전망이다.
2030년 전후 한국과 대만의 역할은 ‘대만=AI 칩의 두뇌(Logic)’, ‘한국=AI 칩의 기억·전송(Memory/IO)’과 같이 갈릴 가능성이 높다. 결국 AI 서버 생태계는 두 국가가 사실상 ‘불가분의 파트너이자 경쟁자’로 공존하는 구조가 될 전망이다.
글로벌 반도체 산업은 AI를 기점으로 새로운 표준을 만들어가고 있다. 앞으로 10년, 한국과 대만이 어떤 기술·전략적 협력과 경쟁을 이어가느냐에 따라 세계 반도체 지형의 형태도 크게 달라질 것으로 보인다.
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