AI 추론 시대 메모리 수요 급증…삼성전자 '최종 승자' 평가

인공지능 기술의 패러다임이 학습 단계에서 추론 단계로 전환되면서 메모리 반도체의 중요성이 급속도로 높아지고 있다. KB증권은 이러한 변화의 흐름 속에서 삼성전자가 메모리 생산 능력을 바탕으로 AI 시대의 최종 승자가 될 것으로 전망했다. KB증권은 삼성전자에 대해 투자의견 '매수'를 유지하면서 목표주가를 36만원으로 설정했다. 이는 현재의 AI 시장 구조 변화가 삼성전자에 얼마나 유리한 조건을 만들어내고 있는지를 보여주는 평가다.

기존 AI 학습 단계에서 핵심이었던 기술 조합과 앞으로의 AI 추론 단계에서 필요한 기술 조합은 완전히 다르다. 지금까지 AI 학습 단계에서는 대용량 데이터를 한 번에 처리하기 위해 그래픽처리장치(GPU)와 고대역폭메모리(HBM)의 조합이 가장 중요했다. 하지만 AI가 추론 단계로 넘어가고 AI 에이전트 시대가 도래하면서 방대한 정보와 데이터를 순차적으로 처리해야 하는 상황이 펼쳐지고 있다. 이러한 변화 속에서 중앙처리장치(CPU)와 서버 D램, LPDDR5X, 낸드플래시 같은 범용 메모리 조합의 중요성이 빠르게 확대될 것으로 예상된다.

CPU와 GPU의 탑재 비율 변화도 이러한 기술 전환을 명확하게 보여준다. 현재 AI 학습 단계에서는 CPU 대비 GPU 비율이 1대 8에서 1대 3 수준으로 변화하고 있으며, 향후 멀티 에이전트 AI 환경이 확산되면서 CPU의 비중이 지속적으로 높아질 전망이다. 전문가들은 이러한 추세가 계속되면 CPU 비율이 1대 1을 넘어 2대 1 수준까지 높아질 가능성이 있다고 분석하고 있다. 이는 CPU 성능 경쟁의 핵심이 범용 메모리의 탑재량에 의해 좌우될 것임을 의미하며, 이에 따라 인텔 같은 CPU 업체뿐만 아니라 삼성전자를 포함한 메모리 반도체 업체들도 AI 에이전트 확산의 핵심 수혜주로 부각될 것으로 예상된다.

메모리 반도체 수요의 장기 강세를 뒷받침하는 가장 강력한 근거는 글로벌 데이터센터 시장의 급속한 확대다. 2030년까지 전 세계 데이터센터 용량은 약 100기가와트(GW)가 추가될 것으로 예상되며, 이는 현재 대비 2배 규모의 확대를 의미한다. 특히 주요 AI 플랫폼들의 데이터센터 확장 계획을 보면 향후 투자 여력이 상당함을 알 수 있다. 에이전트 AI의 강자로 평가받는 앤트로픽 클로드의 2030년 데이터센터 확장 계획은 10GW 수준인데, 이는 오픈AI의 30GW 계획 대비 33% 수준에 불과하다. 이는 현재 주요 AI 플랫폼들이 아직도 상당한 추가 데이터센터 증설 여력을 보유하고 있다는 점을 시사하며, 이에 따른 메모리 반도체 수요도 지속적으로 증가할 것으로 전망된다.

2022년 이후 형성된 AI 시장은 생성형 AI를 출발점으로 하여 에이전트 AI를 거쳐 궁극적으로 피지컬 AI로 확장될 것으로 예상되고 있다. 이러한 확장 과정에서 AI 투자는 당분간 '천장이 없는 성장' 국면을 이어갈 가능성이 높다는 평가가 나오고 있다. 2030년까지 메모리 수요의 장기 강세가 예상되는 상황에서 최종 승자는 최대 메모리 생산능력과 공급 역량을 확보한 기업이 될 것으로 전망된다. 삼성전자는 현재 글로벌 메모리 반도체 시장에서 가장 광범위한 생산 포트폴리오와 안정적인 공급망을 갖춘 기업으로 평가받고 있으며, 이러한 경쟁 우위가 AI 시대의 메모리 수요 급증 속에서 더욱 강화될 것으로 예상되고 있다.