AI 기술의 고도화와 함께 이를 뒷받침하는 AI 연산칩 시장도 급성장하고 있습니다. 특히 엔비디아(NVIDIA), 삼성전자, AMD는 각각 독보적인 기술력과 전략으로 AI 반도체 시장을 선도하고 있는 대표 주자들입니다. 이 글에서는 2025년 현재 기준으로 AI 연산칩 분야에서 주목받고 있는 이 세 기업의 핵심 기술, 제품, 시장 전략을 비교·분석합니다.
엔비디아(NVIDIA): AI 시장의 절대 강자
엔비디아는 AI 반도체 시장의 ‘넘버원’ 기업으로, GPU 기반 AI 연산칩 개발에서 독보적인 위치를 차지하고 있습니다. 특히 2023년 출시된 H100 GPU, 2024년 공개된 Blackwell(B100/B200) 시리즈는 대형 언어 모델(LLM), 자율주행, 메타버스 등 고연산 환경에서 핵심 인프라로 자리 잡았습니다. 2025년 현재, 세계 AI 서버의 약 80% 이상이 엔비디아 칩 기반이라는 통계도 존재합니다. 엔비디아의 가장 큰 강점은 하드웨어뿐 아니라 소프트웨어 생태계(CUDA) 입니다. 수많은 AI 프레임워크와 개발 환경이 CUDA에 최적화되어 있어, 경쟁사 칩보다 개발 편의성이 뛰어납니다. 이로 인해 스타트업부터 대기업까지 많은 개발자가 자연스럽게 엔비디아 플랫폼에 의존하게 되었고, 이는 곧 진입장벽이 높은 생태계 락인 효과로 이어졌습니다. 또한 엔비디아는 DPU, NPU, Grace CPU 등 AI 연산 전용 칩을 다각화하고 있으며, 2025년에는 AI 슈퍼컴퓨터 구축 프로젝트, AI 반도체 클라우드 플랫폼까지 확장해 반도체+서비스 전략을 실현하고 있습니다. 단순 하드웨어 제조사가 아닌 AI 생태계 전체를 통합하는 플랫폼 기업으로 진화 중인 것이 엔비디아의 핵심 경쟁력입니다.
삼성전자: AI 반도체의 다방면 확장 전략
삼성전자는 메모리 반도체와 시스템 반도체 모두에서 세계적 경쟁력을 갖춘 유일한 기업 중 하나입니다. 특히 AI 연산칩 시장에서는 엑시노스 시리즈의 NPU 탑재, 고성능 HBM, AI SoC(System-on-Chip) 개발을 통해 영역을 확장하고 있습니다. 2025년 현재 삼성은 3나노 GAA 공정을 적용한 AI 전용 칩 생산에 성공하며, 전력 효율과 성능 면에서 큰 개선을 이루고 있습니다. 또한, 파운드리 사업을 통해 AMD, 테슬라, 구글 등 글로벌 AI 기업들의 칩을 생산하는 전략적 파트너로 부상했습니다. 이는 단순 기술 개발뿐 아니라 글로벌 제조 기반 확보라는 측면에서도 강점입니다. 삼성전자의 또 다른 핵심 무기는 메모리와 AI 연산칩의 통합 솔루션입니다. 2024년 공개된 HBM-PIM(Processing In Memory) 기술은 메모리 안에서 AI 연산을 처리할 수 있어, 기존 구조보다 훨씬 빠른 속도와 낮은 전력 소모를 가능하게 합니다. 이는 AI 모델의 추론 성능을 비약적으로 향상시키는 기반이 됩니다. 삼성은 엔비디아처럼 생태계를 직접 구축하기보다는, 고성능 AI 연산 인프라를 지원하는 기술 파트너로서의 포지셔닝을 강화하고 있습니다.
AMD: GPU 시장의 조용한 추격자
AMD는 CPU 시장에서는 인텔과 경쟁하며 확실한 입지를 다져왔지만, GPU 시장에서는 엔비디아에 비해 다소 뒤처져 있었습니다. 그러나 최근 몇 년간 AI 특화 GPU 개발에 집중 투자하며 격차를 빠르게 좁히고 있습니다. 대표 제품은 2023년 공개된 MI300 시리즈로, 고성능 AI 학습 환경에서 실제로 엔비디아 H100에 근접한 성능을 보여주며 주목받았습니다. 2025년 현재 AMD는 GPU + CPU + 메모리를 통합한 AI 연산 아키텍처를 제시하며, 고성능 컴퓨팅(HPC)과 AI를 융합한 새로운 시장을 개척하고 있습니다. 특히 마이크로소프트 애저(Azure), 아마존 AWS 등 주요 클라우드 사업자들이 AMD 칩을 채택하며 그 영향력이 확대되고 있습니다. AMD의 전략은 ‘고성능 AI칩’ 자체보다는, 개방형 아키텍처와 가격 경쟁력에 있습니다. 또한, ROCm이라는 오픈소스 개발 툴킷을 통해 CUDA에 대응할 수 있는 개발 생태계를 점차 확장 중이며, 이는 장기적으로 엔비디아의 독점 구조에 도전하는 포석이 될 수 있습니다. 결론적으로 AMD는 아직 시장 점유율에서 엔비디아를 넘어서지 못했지만, 기술력과 생태계 확장 가능성 면에서 강력한 후발주자로 평가받고 있습니다.
엔비디아, 삼성전자, AMD는 각기 다른 방식으로 AI 연산칩 시장을 선도하고 있습니다. 엔비디아는 독보적인 소프트웨어-하드웨어 통합 전략, 삼성은 고성능 공정과 메모리 융합 기술, AMD는 개방성과 가격 경쟁력을 무기로 경쟁에 참여 중입니다. AI를 활용한 기술 개발이나 서비스를 준비하고 있다면, 이들 기업의 기술 로드맵과 시장 전략을 정확히 파악하는 것이 큰 도움이 될 것입니다. AI 연산칩의 경쟁은 이제 막 본격적으로 시작되었습니다.