[AI는 지금] 脫 엔비디아 노린 오픈AI, 브로드컴과 일 낸다…삼성·SK도 득 볼까

오픈AI-브로드컴, 맞춤형 칩·네트워킹 장비 개발…대규모 자금 조달 계획 '글쎄'

엔비디아 의존도를 낮추기 위해 본격 나선 오픈AI가 브로드컴과 자체 인공지능(AI) 칩셋 개발을 공식화하며 대형 데이터센터 구축에 속도를 낼 것으로 보인다. 이번 일은 직접 계약을 맺은 브로드컴뿐 아니라 브로드컴에 고대역폭메모리(HBM)를 공급하는 반도체 업계에도 호재로 작용할 전망이다.

14일 블룸버그통신에 따르면 '챗GPT' 개발사인 오픈AI는 브로드컴과 맞춤형 칩셋 및 네트워킹 장비 개발을 위해 협력한다. 이를 위해 오픈AI는 수백억 달러 규모의 투자를 진행할 예정으로, 하드웨어 설계에도 직접 나선다.

오픈AI는 내년 하반기부터 관련 장비가 탑재된 서버 랙을 설치하기 시작해 총 10기가와트(GW) 규모 데이터센터 구축에 나설 계획이다. 10GW는 원전 10개에 해당하는 전력량으로, 뉴욕시의 전체 전력 소모량과 비슷하다.

하드웨어 구축은 2029년 말 완료될 예정으로, 오픈AI 맞춤형 AI 칩셋이 장착될 랙에는 브로드컴 이더넷, PCIe 및 광 연결 솔루션이 포함된다. 브로드컴은 맞춤형 하드웨어가 탑재된 서버랙을 오픈AI 또는 오픈AI의 클라우드 파트너가 운영하는 시설에 배치할 예정이다.

그렉 브록먼 오픈AI 공동창업자 겸 사장은 "10GW의 컴퓨팅 파워만으로는 인공일반지능(AGI) 달성이라는 우리의 비전을 실현하기에는 턱없이 부족하다"며 "이는 우리가 가야 할 길에 비하면 아주 작은 시작에 불과하다"고 말했다.

샘 알트먼 오픈AI CEO (사진=위키커먼스)

오픈AI와 브로드컴의 협업설은 그간 꾸준히 제기돼 왔다. 특히 혹 탄 브로드컴 최고경영자(CEO)가 지난 달 실적 발표에서 고객명은 언급하지 않고 대규모 계약을 체결했다고 밝힌 후 시장에서는 오픈AI라는 추측이 제기된 바 있다. 

이번에 양 사가 구체적인 공급 시기, 물량 등을 공개하며 계약 체결을 공식화하면서 반도체 업계에도 화색이 돌고 있다. 특히 브로드컴 주가는 이날 뉴욕 증시에서 9.88% 급등해 눈길을 끌었다. 덩달아 엔비디아는 2.82%, TSMC와 마이크론은 각각 7.92%, 6.15% 올랐다. 

일각에선 브로드컴에 SK하이닉스와 삼성전자가 HBM을 공급하고 있다는 점에서 향후 수혜를 입을 것이란 기대감도 내비쳤다. SK하이닉스는 HBM3E 공급 계약을 체결한 상태로, 내년 하반기부터 일부 HBM4 물량을 브로드컴에 공급할 계획으로 알려졌다. 삼성전자도 브로드컴에 HBM3E를 공급 중으로, 브로드컴을 비롯한 주요 반도체 설계사와 차세대 HBM4 공급을 현재 논의 중이다.

샘 알트먼 오픈AI CEO가 지난 1일 방한해 이재용 삼성전자 회장, 최태원 SK그룹 회장과 만남을 가진 것도 긍정적인 요소다. 이 때 삼성전자, SK하이닉스는 오픈AI가 주도하는 초거대 AI 인프라 구축 프로젝트인 '스타게이트'의 핵심 파트너로 합류했다. 오는 2029년까지 5천억 달러(약 700조원)를 들여 세계 곳곳에 짓는 AI 데이터센터에 두 회사의 최신 HBM 등 첨단 반도체가 대거 들어간다는 점에서 기대감이 커지고 있다. 오픈AI는 두 회사에 웨이퍼 기준 월 최대 90만 장 규모의 HBM 공급을 요청한 것으로 알려졌다. 이는 전 세계 HBM 생산 능력의 두 배가 넘는 수준으로, 올해 HBM 시장 규모가 340억 달러(약 48조원)인 것을 감안하면 100조원 넘는 신규 수요가 생기는 셈이다.

오픈AI의 이 같은 움직임은 엔비디아 의존도를 낮추기 위한 것으로 분석된다. 현재 AI 반도체 시장은 엔비디아가 80% 이상을 장악, 그래픽처리장치(GPU) 공급·가격 결정까지 주도하고 있다. 오픈AI는 AMD에 이어 브로드컴과도 계약에 나서면서 공급망 다변화와 연산 자립 기반을 마련하며 엔비디아의 독점 구조를 깨기 위해 노력 중이다.

그러나 컴퓨팅 자원 부족 문제가 심화되면서 올 들어 엔비디아와도 꾸준하게 협업을 이어가고 있다. 지난 달 엔비디아가 오픈AI의 새로운 인프라 구축을 지원하기 위해 최소 10GW 규모의 컴퓨팅 용량 확보를 목표로 최대 1천억 달러를 투자한다고 발표한 것이 대표적이다. AMD와도 지난 주 6GW 규모의 프로세서 도입을 위해 협력키로 했다.

다만 업계에선 오픈AI가 이에 투입될 대규모 자금을 어떻게 마련할 지에 대해 의문을 품고 있다. 현재 1GW의 AI 컴퓨팅 용량을 구축하려면 칩 비용만 약 350억 달러가 소요되는데, 10GW면 3천500억 달러 이상이다. 

이번 브로드컴과의 계약은 지분 투자나 주식 교환이 포함되지 않아 엔비디아와 AMD와의 협력과는 차별화된다. 두 회사는 칩 구매 자금 조달 방식에 대해서는 언급을 피했지만, 더 많은 컴퓨팅 파워 확보를 통해 서비스 매출을 확대하는 것으로 자금 조달 계획을 세우고 있는 것으로 보인다. 오픈AI는 지금까지 여러 건의 대형 투자를 유치하며 급속도로 성장해왔으나, 막대한 현금을 투입해 오는 2030년쯤에야 흑자를 낼 것으로 관측됐다.

업계 관계자는 "오픈AI가 자체 칩셋 개발에 나선 이유는 비용 절감과 효율성 확대 때문"이라며 "투자 유치·협력과 별개로 엔비디아·AMD 밖으로 GPU 선택지를 넓히려는 의도도 있다"고 분석했다. 

그러면서 "오픈AI가 브로드컴·오라클·AMD·코어위브 등과 발표한 AI 인프라 투자 규모는 이미 1조 달러를 훌쩍 넘어섰다"며 "현재로선 오픈AI의 공격적인 인프라 계약이 실제 이뤄질 수 있을지 의문"이라고 덧붙였다.