AI 시대, 한국 메모리 없이는 불가능…한·미·일 반도체 협력의 중심에 선 한국

인공지능(AI) 산업이 급속도로 성장하면서 글로벌 반도체 시장의 판도가 바뀌고 있다. 과거 PC와 스마트폰 수요에 따라 반복되던 메모리 반도체의 ‘호황과 불황 사이클’이 약화되고, AI 인프라 확대에 따른 구조적 수요가 새롭게 형성되고 있다는 분석이 나온다. 특히 고대역폭메모리(HBM)를 비롯한 첨단 메모리 제품 확보 경쟁이 치열해지면서, 세계 메모리 공급망에서 한국의 전략적 위상도 한층 높아지고 있다.

AI 인프라 확대가 바꾼 메모리 시장 구조

반도체 업계에서는 최근 메모리 가격 상승세를 두고 “과거와는 다른 흐름”이라는 평가가 나온다. 그동안 메모리 시장은 PC와 스마트폰 출하량에 따라 움직이는 전형적인 경기 순환 구조를 보여왔다. 이른바 ‘올림픽 사이클’로 불리던 패턴이다.

하지만 AI 데이터센터가 급증하면서 상황은 달라졌다. 대규모 언어모델(LLM)과 생성형 AI 서비스 운영에는 막대한 연산 능력이 필요하고, 이를 안정적으로 처리하려면 초고속 데이터 저장·전송이 가능한 메모리 반도체가 필수적이다.

특히 AI 연산의 핵심인 그래픽처리장치(GPU)와 함께 HBM, 서버용 D램, 기업용 SSD(eSSD), 고용량 메모리 모듈 등의 수요가 급격히 증가하고 있다. 글로벌 빅테크 기업들은 안정적인 공급 확보를 위해 과거에는 보기 어려웠던 3~5년 장기공급계약(LTA) 체결 경쟁까지 벌이고 있다.

업계에서는 메모리 업체들이 사실상 강력한 협상력을 가진 ‘슈퍼 셀러’로 변모했다는 평가도 나온다.

삼성전자·SK하이닉스 중심의 글로벌 메모리 지배력

AI 시대가 본격화되면서 한국 반도체 산업의 중요성 역시 크게 부각되고 있다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난해 4분기 글로벌 D램 시장에서 Samsung Electronics는 36.0%, SK hynix는 32.1%의 점유율을 기록했다. 두 기업을 합치면 글로벌 D램 시장의 3분의 2 이상을 차지하는 셈이다.

낸드플래시 시장에서도 삼성전자가 28.0%로 세계 1위를 유지했으며, SK하이닉스와 솔리다임을 포함한 SK그룹의 점유율은 22.1%에 달했다.

업계 관계자는 “이제는 한국 없이 AI 산업이 제대로 작동하기 어렵다는 말까지 나온다”고 전했다.

실제로 AI 서비스 확대에 필요한 메모리 수요 대부분이 한국 기업 생산능력에 의존하고 있다는 점에서, 글로벌 기술 생태계 내 한국의 영향력은 더욱 커지고 있다는 분석이다.

글로벌 빅테크, 한국 메모리 의존도 확대

현재 Microsoft, Meta, Google, Apple, Amazon, Oracle, Qualcomm, Dell Technologies, HP, IBM 등 글로벌 IT 기업들은 데이터센터, AI 가속기, 서버, 스마트폰, PC 사업 전반에서 한국산 메모리에 대한 의존도를 높이고 있다.

이 같은 상황 속에서 한국이 메모리 경쟁력을 기반으로 글로벌 반도체 협력을 주도해야 한다는 목소리도 커지고 있다.

최근 대한상공회의소 행사에서 권석준 성균관대 화학공학부 교수는 “한국은 메모리 제조 경쟁력이 강하고, 일본은 패키징과 반도체 소재·장비 생태계에서 강점을 보유하고 있으며, 미국은 다양한 칩 설계 기술과 AI 특화 모델, 메모리 관리 알고리즘 역량을 갖추고 있다”고 설명했다.

이어 “한·미·일 3국이 AI 반도체 분야에서 협력을 강화해야 한다”고 강조했다.