AI 에이전트 시대 '활짝'…삼전·닉스, 메모리 시장 패권 쥘까

최근 글로벌 증시에서 AI 인프라 투자의 중심축이 GPU를 넘어 CPU와 메모리로 빠르게 확장되고 있다. 이런 가운데, 삼성전자와 SK하이닉스가 글로벌 반도체 시장을 주도할 것이라는 관측도 나온다.
25일 KB증권은 리포트를 통해 삼성전자와 SK하이닉스가 단순한 메모리 공급업체를 넘어 AI 인프라의 핵심 자산으로, 전략적 가치가 재평가될 것이라고 전망했다.

최근 메타(Meta)가 출시한 AI 에이전트앱 뮤즈(Muse)의 등장으로, AI의 서비스 형태가 에이전트로 바뀌고 있다. 이에 따라 데이터센터가 감당해야 할 추론 총량이 기하급수적으로 증가하고 있다는 평가다.

기존 생성형 AI가 초당 100 토큰 수준의 데이터를 처리했다면, 에이전틱 AI는 지속적인 추론 연산을 요구하여 초당 1000 토큰 수준으로 10배 높은 처리 성능이 필요하다. 챗봇과 같이 일회성 질의응답에 그치지 않고, 가상환경이나 도구를 제어하며 순차적 작업을 수행해야 하므로 CPU와 더불어 고성능 메모리의 수요가 대폭 확대되는 구조다. 이에 따라 HBM은 물론 DDR5, eSSD에 이르는 AI 데이터센터 전반의 메모리 사용량이 구조적으로 급증할 전망이다.
김동원 KB증권 리서치본부장은 "AI 서비스 수익화 가능성이 높아질수록 하이퍼스케일러의 AI 인프라 투자 지속성은 강화되고, 이는 다시 메모리 수요의 가시성을 장기화시키는 요인으로 작용할 것"이라고 말했다.

AMD가 엔비디아, 브로드컴, 마이크론에 이어 반도체 기업 중 네번째 시총 1조 달러 클럽에 이름을 올렸다는 점도 상징적이다.

이와 관련해 김 본부장은 "단순한 개별 기업의 가치 상승을 넘어 AI 인프라 투자 축이 GPU 중심에서 CPU와 메모리까지 빠르게 확산되고 있음을 상징하는 변화"라고 설명했다.

AMD의 2분기 데이터센터 매출은 CPU와 GPU 수요 확대에 힘입어 전년대비 107% 증가했으며, AI 추론이 상시화될수록 GPU 가속 연산 뿐 아니라 서비스 운영과 데이터 처리에 필요한 CPU와 메모리 역할도 동시에 확대될 전망이다.
이러한 데이터 병목 현상에 대응하기 위해 삼성전자는 기존 2.5D HBM 구조를 넘어 GPU 상단에 메모리를 직접 적층하는 차세대 'zHBM' 개발을 추진 중이다. 2027년 말 샘플 공급을 예상하고 있다.

SK하이닉스는 용인 일반산단 4개펩 기준 완공계획을 2045년에서 2033년으로 단축시킨다는 계획을 밝힌 바 있다. 내년에는 NAND 공장 착공 계획도 공개했다.

이러한 선제적 움직임으로 삼성전자와 SK하이닉스는 단순 부품 공급사를 넘어 AI 인프라의 '핵심 자산'으로서 전략적 가치가 재평가될 것으로 보고 있다.

김 본부장은 "AI 데이터센터에서는 GPU가 심장이고, CPU가 두뇌이며, 전력이 산소라면, 메모리는 데이터를 끊임없이 공급하고 순환시키는 혈관으로 볼 수 있다. 결국 AI 데이터센터 성능과 효율을 결정하는 핵심은 메모리로 이동할 것으로 예상한다"고 말했다.

서재필 글로벌이코노믹 기자 abceee@g-enews.com