5G 칩셋, 생태계 재편… 차세대 파운드리, 수주 경쟁 본격화

미국 시장조사업체 BCC리서치는 2026년 8월 27일(현지시각) 보고서를 통해 생성형 AI와 온디바이스 추론 수요가 스마트폰 시스템온칩(SoC)을 넘어 차량용 반도체와 클라우드 맞춤형 가속기 시장 구조를 재편하고 있다고 발표했다.

BCC리서치는 글로벌 AI 지출이 2029년 연간 1조 달러(약 1382조 원)를 넘어설 것으로 내다보며 칩셋 아키텍처 혁신이 파운드리 생산 능력 확대를 자극하고 있다고 설명했다. 아시아 태평양 제조 의존도를 낮추려는 미국 공급망 정책과 엣지 기기 고성능화 흐름이 맞물리며 글로벌 파운드리 수주 시장에 직접적인 영향을 미치는 흐름이다.


스마트폰과 엣지 기기 안에서 대규모언어모델(LLM)을 직접 구동하는 온디바이스 AI 추론 기술이 핵심 경쟁력으로 자리 잡았다.
미디어텍은 9세대 신경망처리장치(NPU)를 통합한 디멘시티 9500을 선보였고, 1.58비트 비트넷 기술을 통해 LLM 추론 전력을 최대 33% 줄였다. 퀄컴은 사우디아라비아 리야드에 AI 엔지니어링 센터를 세우고 사우디 국부펀드 산하 휴메인의 최대 200메가와트(MW) 규모 인프라 구축을 지원한다. 화웨이 역시 1억 3700만 달러(약 1893억 3400만 원) 규모의 혁신 펀드를 조성해 자체 운영체제와 AI 생태계 확장에 나섰다.

빅테크 기업들의 자체 칩 확보 전략은 칩 설계 기업의 외연을 넓히고 있다. 미디어텍은 2026년 1월 구글 텐서처리장치(TPU) 협력을 발표한 뒤 2거래일 동안 주가가 19% 상승했다. 해당 기업은 엔비디아의 GB10 슈퍼칩 협업도 함께 진행하며 맞춤형 주문형반도체(ASIC) 시장을 공략하고 있다.


BCC리서치 보고서에 따르면 전 세계 AI 지출은 2024년 3000억 달러(약 414조 6000억 원)를 넘어섰다. 보고서는 이 지출이 연평균 30% 이상 늘어나 2029년 연간 1조 달러(약 1382조 원) 규모에 도달할 수 있다고 분석했다.

자금 유입에 발맞춰 미국은 반도체법을 중심으로 자국 내 제조 인프라를 확충하고 있다. 미국 내 발표된 반도체 투자 규모는 총 4500억 달러(약 621조 9000억 원)에 달한다. 대만 TSMC가 애리조나 공장에 650억 달러(약 89조 8300억 원) 이상을 투입하고, 글로벌파운드리스가 뉴욕과 버몬트 확장에 160억 달러(약 22조 1120억 원), 앰코가 첨단 패키징에 20억 달러(약 2조 7640억 원)를 배정한 상태다.

기업 간 합종연횡도 이어져 엔비디아는 2025년 12월 그록과 200억 달러(약 27조 6400억 원) 규모 라이선스 계약을 체결했고, 인텔은 2026년 2월 삼바노바시스템스에 약 1억 달러(약 1382억 원)를 투자했다.

온디바이스 AI 칩셋 시장 확대는 한국 파운드리와 패키징 가치사슬에 직접적인 수주 기회와 공정 전환 과제를 동시에 안긴다.

BCC리서치 분석에 따르면 팹리스 기업들이 온디바이스 NPU와 저전력 통신 모뎀을 통합하면서 2나노미터(nm) 이하 미세공정 위탁 수요가 늘어나는 구조다.

금융감독원 전자공시시스템에 공시된 반기보고서 기준 모바일 SoC와 고성능 칩셋을 위탁생산하는 파운드리 사업부를 운영하는 삼성전자는 이러한 팹리스의 미세공정 수요 변화에 직접 영향을 받는 위치에 있다. 2나노 공정 수율 안정화와 첨단 패키징 결합 역량이 수주 규모를 가를 핵심 변수로 꼽힌다.

반면 스마트폰 기기의 발열 제한과 전력 소비 한계로 엣지용 LLM 채택 속도가 늦어지거나, TSMC의 미국 공장이 안착해 북미 빅테크 물량을 선점할 경우 고객사 확대 경로는 제약을 받을 수 있다.

향후 시장의 핵심 변수는 2나노 이하 선단 공정의 수율 안정화 속도와 모바일 칩의 발열 제어 기술 확보 여부다. 표준화된 칩 설계에 머무르지 않고 저전력 고효율 아키텍처를 선제적으로 구현하는 기업이 시장 재편 국면에서 점유율 격차를 벌릴 가능성이 크다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com