2026년 AI 반도체 시장 대전환…엔비디아 독점 흔들리고 국산 칩 부상

AI 반도체 시장, 엔비디아 독점 체제 균열

2026년 AI 반도체 시장이 대전환점을 맞고 있다. 그동안 절대 강자로 군림해온 엔비디아의 HBM(고대역폭메모리) 점유율이 현재 75%에서 2026년 64%로 하락할 것으로 전망된다고 IBK투자증권이 3월 23일 분석했다.

반면 구글 TPU의 HBM 점유율은 현재 9.5%에서 2026년 19%로 두 배 증가할 것으로 예상된다. 이는 빅테크 기업들이 범용 GPU에서 벗어나 자체 ASIC(주문형반도체) 개발에 적극 나서면서 시장 구도가 다원화되고 있음을 시사한다.

■ 메모리 수요 기하급수적 증가…데이터센터 호황

AI 엔진의 토큰 처리 집중으로 메모리 수요가 기하급수적으로 증가하고 있다고 IBK투자증권은 분석했다. 이에 따라 2026년에도 빅 사이클이 지속될 것으로 전망된다.

Omdia는 데이터센터 반도체 매출이 2026년 300억 달러에 달할 것이며, 데이터 처리 칩 시장 비중이 50%를 돌파할 것으로 예측했다. "AI 인프라 투자로 반도체가 6년 연속 성장하며 전통적인 사이클을 깨뜨리고 있다"는 것이 Omdia의 분석이다.

ZDNet은 "GPU를 넘어 NPU 확산이 가속화되고 있으며, 저전력과 고성능의 균형이 AI 진보의 핵심"이라고 평가했다.

■ 정부, 9.9조 규모 국산 AI 반도체 지원 본격화

정부는 2026년을 국산 AI 반도체 활약 원년으로 선언하고 대규모 지원에 나섰다. K-Perf 협의체 출범과 함께 9.9조 원 규모의 예산 지원 로드맵을 발표했다.

산업부는 올해 내 2조 원 규모의 반도체 특별회계를 신설하고, 5년간 1조 원을 투입해 온디바이스 AI반도체 공동개발에 나선다고 11일 간담회에서 밝혔다.

정보통신기획평가원 오윤제 PM은 "K-Perf로 공급과 수요 간 성능 간극을 해결하고, 1분기 인증 구축 및 온디바이스 확장을 추진하겠다"고 말했다.

■ 국방 분야 소버린 반도체 구축 가속

국방 분야에서도 AI 반도체 국산화가 본격화되고 있다. 방위사업청 이형진 서기관은 3월 18일 포럼에서 "2025년부터 국방 반도체 R&D가 본격화되며, 예산 확대와 함께 AI 반도체 과제를 추진하고 있다"고 발표했다.

한화에어로스페이스 서영우 전무는 "국방 분야 국산화는 필수이며, 정부의 투자와 지원이 필요하다"고 강조했다.

■ 에너지 효율성과 지정학적 리스크 대응 과제

AI 반도체 호황은 긍정적 효과와 함께 새로운 도전 과제도 제시하고 있다. 일자리 창출 효과가 기대되지만, 기술 격차 확대와 에너지 효율화, 지정학적 리스크 대응이 필요한 상황이다.

K-Perf와 특별회계 등 제도적 기반을 통해 국산 AI반도체 생태계가 강화되고 있으며, 국방과 온디바이스 분야 주권 확보가 가속화되면서 3대 AI 강국 도약의 기반이 마련되고 있다.