AI 인프라 투자와 메모리 반도체 밸류체인 총정리

AI 인프라 투자, 역사상 최대 규모의 자본 집중

2025년부터 2032년까지 8년간 미국의 AI 인프라 투자액은 10조 3,000억 달러(약 1경 4,000조원)에 이를 것으로 전망됐다. 서버, 반도체, 데이터센터 건물, 전력·통신망 구축을 포함한 규모로, 이 기간 연평균 GDP 대비 투자 비중은 3.63%로 추산됐다. 이는 과거 인프라 붐과 비교해도 압도적인 수치다. 철도 건설(1870~1890년) 2.24%, 고속도로 건설(1956~1973년) 1.13%, 통신·광섬유망(1996~2003년) 1.10%, 운하 건설(1836~1841년) 0.66%와 비교하면, 단일 산업 의존도 면에서 19세기 철도 붐 이후 가장 큰 규모라는 평가다. 다만 현재(2026년) AI 투자 비중은 GDP의 1.9% 수준으로, 위 전망치에는 아직 못 미치는 만큼 확대 여지가 남아 있다는 해석이다.

메모리 반도체: 공급 부족 심화 속 삼성전자의 '역대급' 분기

3분기 실적 전망과 HBM 점유율 변화

삼성전자의 3분기 매출은 204조 5,704억원, 영업이익은 110조 5,736억원으로 전망됐다. 전년 동기 대비 매출은 138%, 영업이익은 809% 급증한 수치로, 분기 기준 처음으로 영업이익 100조원을 넘어설 것이라는 전망이다. 반도체(DS) 부문 영업이익률은 70%대 초중반, 이 중 D램 영업이익률은 80%를 웃돌 가능성이 제기됐다. 범용 D램과 낸드 가격 상승세가 이어지며 공급자 우위 시장이 유지되고 있다는 설명이다.

HBM 점유율도 1분기 21%에서 2분기 33%로 크게 올라선 것으로 전해졌다. SK하이닉스는 50% 안팎으로 여전히 HBM 시장에서 가장 앞선 것으로 전해졌지만, 격차는 좁혀지는 흐름이다. HBM4 출하가 늘면 삼성전자의 점유율이 추가로 확대될 수 있다는 기대도 나온다. 다만 비메모리(파운드리·시스템LSI) 부문은 1조원 안팎의 영업적자가 이어지고, 모바일(MX)·네트워크 부문도 3분기 적자 규모가 커질 가능성이 있어 사업별 명암은 뚜렷하다. 연간 누적 영업이익은 250조원을 웃돌고 연간 총액은 300조원대 후반까지 확대될 수 있다는 관측이 제시됐다.

수출·생산 데이터로 본 수급

8월 반도체 수출은 466억 5,000만 달러로 전년 동월 대비 209% 늘며 월 기준 역대 최대를 기록했다. 9월 1~20일 수출액도 역대 최대치를 새로 썼다는 소식이다. 하나증권은 9월 20일까지 영업일 평균 메모리 반도체 수출금액이 전년 동월 대비 262% 늘어난 15억 4,000만 달러라고 집계했다. D램이 530% 늘어난 7억 6,000만 달러로 가장 큰 증가폭을 보였고, 낸드는 240% 늘어난 1억 1,000만 달러, MCP와 SSD는 각각 135%, 203% 늘어난 5억 6,000만 달러와 1억 5,000만 달러를 기록했다는 설명이다. 다만 전월 대비로는 메모리 전체 수출금액이 2.6% 줄어, 분기 마지막 달 특성상 월 중순 잠정치와 월간 확정치 간 변동성이 있을 수 있다는 단서가 붙었다.

수요가 생산 능력을 웃도는 상황이 이어지면서 삼성전자·SK하이닉스 등 주요 사업장은 추석 연휴 기간에도 4조 3교대로 24시간 풀가동 체제를 유지한 것으로 전해졌다. 트렌드포스는 올해 HBM 수요가 전년 대비 70% 늘어날 것으로 전망했다고 한다.

CXL과 메모리 티어링, 병목을 풀 다음 카드

AI 가속기 성능이 오를수록 메모리 데이터 공급 속도에 대한 요구도 커지는데, HBM은 가격·전력·패키지 면적 부담으로 용량을 계속 늘리기 어렵다는 한계가 있다. 이 때문에 컴퓨트 익스프레스 링크(CXL) 기반으로 메모리를 계층화하는 '메모리 티어링' 전략이 주목받고 있다는 설명이다. 빈번하지 않은 데이터(KV 캐시 등)는 CXL 기반 D램으로 분리하고, HBM은 고속 연산 데이터 전용으로 남겨 대역폭 효율을 높이는 방식이다. 프라임마스와 마이크론이 CXL 기반 공유·풀링 메모리 제품 '아바코(Abaco)'를 공개한 것이 상용화 사례로 거론됐다. HBM과 CXL이 속도와 용량을 나눠 맡는 구조가 자리 잡는 가운데, HBM4·HBM4E 고도화도 함께 진행될 예정이라고 한다.

코스피 소부장 순환매(하나증권 9월 주간 리포트)

코스피는 한 주 만에 2.7% 반등했고, 코스닥은 2.1% 오르며 3주 연속 상승했다. 다만 연초 이후 누적 상승폭은 코스피 68%, 코스닥 -9%로 격차가 여전히 크다는 것이 하나증권의 설명이다. 국내 메모리 업체 주가는 모두 올랐는데, 삼성전자가 9.4% 오르며 지수를 웃돈 반면 SK하이닉스는 0.3% 상승에 그쳐 지수를 밑돌았다. 하나증권은 두 회사의 펀더멘털이 이 정도로 차별화될 이유는 찾기 어렵다며, 삼성전자는 연내 추가 주주환원 기대감이 반영된 것으로 추정된다고 밝혔다.

소부장 쪽에서는 테스(17.2%), 브이엠(13.3%), 피에스케이(14.1%) 등 전공정 장비주가 강했고, 씨엠티엑스(19.3%)·원익머트리얼즈(12.9%) 등 소재·소모품주도 양호했다는 설명이다. 하나증권은 메모리와 소부장 업종에 대한 비중 확대 의견을 유지한다고 밝혔으며, 3분기 D램·낸드 가격이 자체 전망치를 소폭 웃돌 것으로 내다봤다. 앞으로 체크포인트로는 10월 1일 새벽(한국 시각) 발표되는 마이크론 실적과, 같은 날 나올 한국의 9월 수출액 잠정치를 꼽았다.

메타 '뮤즈'가 여는 추론의 시대, CPU의 구조적 부흥

중국 시노링크증권은 메타의 소비자용 AI 에이전트 '뮤즈'가 AI 에이전트 서사를 개념 단계에서 실제 상용화 단계로 끌어올렸다고 평가했다. 그동안 AI 컴퓨팅 수요는 수천만명 규모의 개발자 집단에 주로 기대 왔는데, 뮤즈는 잠재 수요층을 10억명 단위의 일반 소비자로 넓혀 수요 풀을 20~100배 키웠다는 분석이다. 이를 계기로 업계가 본격적인 '추론(Inference)'의 시대로 접어들며 토큰 소비량이 폭발적으로 늘어날 것으로 봤다.

뮤즈는 사용자마다 전용 클라우드 가상머신(VM)을 할당하는 방식이어서, 컴퓨팅 부하가 단발성 추론에서 장기 상주형 구동으로 바뀌며 CPU와 스토리지 수요가 먼저 늘고 있다는 설명이다. 에이전트 작업이 주로 작업 분해·프로세스 기획·툴 호출 같은 직렬 논리 워크플로우로 이뤄지는 만큼 CPU의 역할이 커진다는 것이다. 시노링크는 이에 따라 과거 1대4~1대8 수준이던 CPU와 GPU 구성 비율이 1대1~1대2 수준으로 재편될 수 있다고 봤다. 공급 쪽에서는 CPU 품귀로 인텔과 AMD가 가격을 올렸고, 엔비디아와 Arm도 서버용 CPU 시장에 새로 진입했다는 설명이다. CPU 수요 증가는 FCBGA형 ABF 기판의 가격·출하량 동반 상승으로도 이어져, 주요 기판 업체들이 증설에 나서고 있다고 전했다. 이 밖에 앤트로픽과 아카마이의 대규모 컴퓨팅 협력, 메타의 AI 안경·'뮤즈 참(Muse Charm)' 같은 온디바이스 기기 확장도 함께 거론됐다. 시노링크는 CPU 비중 확대가 GPU 수요를 잠식하는 것이 아니라, 토큰 소비 자체가 커지면서 GPU·메모리·SSD·네트워크 인프라가 함께 수혜를 입는 구조라고 정리했다.

이런 흐름은 실제 주가에도 반영됐다는 것이 하나증권의 설명이다. 9월 21일부터 반영된 필라델피아 반도체지수 정기 변경으로 래티스반도체·타워반도체·사이타임·크니티일렉트로닉스가 새로 편입되고 램버스·스카이웍스솔루션즈·코보·노바가 편출됐는데, 편입 종목 전체가 상승 마감했다고 한다. 특히 뮤즈 흥행을 계기로 Arm(12.6%)·인텔(13.3%)·AMD(12.6%)가 오르고, 데이터센터 인프라 전반으로 수혜가 번지며 아스테라랩스(20.2%)·크레도(19.9%)도 급등했다는 설명이다. 대만에서도 글로벌유니칩이 ASIC 수요 기대로 31.2% 급등했고 미디어텍·알칩도 동반 상승했으며, 칩모스·패러데이·킹윤·ASE 등 후공정·테스트 관련주도 올랐다는 것이다. 난야·PSMC는 D램 계약가격 반등 기대로 상승한 반면, 위스트론·컴팔·에이서·인벤텍 등 일부 서버·PC 관련주는 소폭 하락하며 상대적으로 부진했다고 한다.

패키지기판·전력 인프라: 국내 공급망 증설 러시

삼성전기는 9월 28일 패키지기판 관련 대규모 증설을 잇달아 공시했다. 국내 패키지기판 생산 캐파 확대를 위한 시설투자 4조 2,700억원(자본 대비 43.6%)과, 베트남 자회사의 패키지기판 공장 증설을 위한 유형자산 취득 2조 5,100억원(자산 대비 103.4%)이다. 투자 기간은 각각 2028년 5월, 4월까지로 잡혔다. CPU발 ABF 기판 수요 확대가 거론되는 시점과 맞물린 증설이라는 점은 참고할 만하다. 경쟁사인 AT&S도 마벨과 패키지기판 공급을 위한 장기공급계약(LTA)을 맺고, 말레이시아 쿨림 2공장에 마벨용 신규 생산시설을 추진 중인 것으로 전해졌다.

전력·냉각 쪽에서는 LG전자가 엔비디아 파트너 네트워크(NPN)의 'Power and Cooling' 분야 프리퍼드(Preferred) 파트너로 정식 등재됐다는 소식이 있었다. LG이노텍은 지난해 8월 최대 5,000만 달러를 투자한 미국 라이다 기업 아에바(AEVA)의 지분 가치가 투자 당시 452억원에서 현재 약 730억원으로 60% 넘게 오른 것으로 전해졌다(미실현 평가이익 기준). 로봇용 4D 라이다 '옴니'는 내년 양산을 시작해 물류로봇·무인운반차량에 적용을 넓히고, 장거리용 '아틀라스 울트라'는 2028년 양산을 목표로 유럽 완성차 업체의 레벨3 자율주행 플랫폼에 공급될 예정이라고 한다. 이 밖에 MLCC 공급 부족이 심화하고 있다는 자료도 있었으나, 구체적인 수치는 이미지 형태로만 전달돼 본문에서는 확인하지 못했다.

구글은 AI 반도체(TPU)를 실은 위성 'MVP'를 다음 달 1일 발사해 우주 환경에서의 작동성을 검증하는 '프로젝트 선캐처'의 첫 궤도 시험에 나선다고 전해졌다. 지상 모사 시험에서 발사 진동 내구성은 확인했고, 방사선 영향으로는 HBM에 5년 임무 예상치의 3배에 해당하는 누적 선량 2크래드가 확인됐다는 설명이다. 진공 상태에서는 냉각이 어려워 TPU를 15분 가동·휴식 방식으로 운용하고, 위성 간에는 레이저 광통신을 활용한다고 한다. 2027년 위성 2대를 추가로 쏘아 올려 위성 간 통신 성능을 검증할 계획이며, 지상 대비 태양광 발전 효율이 최대 8배 높아 전력망 의존도를 낮출 수 있다는 점, 2030년대 중반 발사 비용이 1kg당 200달러 아래로 떨어지면 지상 데이터센터와 비용 경쟁이 가능해질 수 있다는 전망도 함께 제시됐다.

개별 종목 공시 스냅샷 (9월 28일 기준)

이날 공시된 개별 종목 계약·투자 건을 정리하면 다음과 같다. 공시 내용을 사실 그대로 옮긴 것이며 매수·매도를 권하는 것은 아니다.

• RF머트리얼즈: 루멘텀向 펌프레이저 패키지를 132억원 규모로 공급하는 계약을 공시했다(계약기간 2026년 9월~2027년 5월, 매출 대비 20.68%). 한투증권은 앞서 4월과 6월 공시된 루멘텀向 계약이 각각 73억원(6개월)·75억원(7개월) 규모였던 점과 비교하면 이번 계약으로 단일 수주 규모가 한 단계 커졌다고 짚었다. 이 증권사는 루멘텀向 매출이 2025년 128억원에서 2028년 1,085억원까지, 별도 기준 영업이익률은 2025년 13.4%에서 2027년 28.1%까지 늘어날 것으로 추정했다.
• 한화오션: 아프리카 지역 선주로부터 LNG운반선(LNGC) 2척, 6,800억원 규모의 공사를 수주했다고 공시했다(계약기간 2026년 9월~2029년 11월, 매출 대비 5.3%).
• ISC: 베트남 자회사(ISC VINA MANUFACTURING)의 지분을 297억원에 추가 취득해 완전자회사로 편입한다고 공시했다. 반도체 테스트소켓 생산 거점을 늘리기 위한 목적이라고 밝혔다.
• 달바글로벌: 자기주식 150억원(시가총액 대비 0.66%)을 취득해 소각하는 신탁계약을 체결했다고 공시했다. 시가총액은 7월 초 약 2.9조원에서 7월 말 3.3조원까지 올랐다가, 9월 23일 기준 2.1조원대로 낮아져 두 달 사이 36% 가까이 줄어든 상태다.

그 밖의 체크포인트

로이터에 따르면 미국과 이란 간 협상이 중재국을 통해 월요일이나 화요일 진행될 것으로 예상된다고 전해졌다. 이란의 압바스 아락치 외무장관과 카타르 중재단이 미국에 머물고 있으며, 유엔총회 기간 이란이 제시한 '7일 제안'의 수정안을 중심으로 논의가 이뤄질 예정이라는 설명이다. 이 협상의 결과는 국제유가와 금리 경로에 영향을 줄 수 있는 변수다. 국내에서는 29일 대통령 주재로 '3대 메가프로젝트' 회의가 열려 정주 여건 지원 방안이 논의될 예정이라는 소식도 있었다.

 

 

📌3줄 요약

• 미국 AI 인프라 투자가 8년간 10조 3,000억 달러 규모로 전망되는 가운데, 삼성전자는 3분기 분기 기준 첫 영업이익 100조원 돌파가 예상된다.
• 메타 뮤즈 흥행으로 컴퓨팅 수요가 GPU에서 CPU로도 넓어지는 추론의 시대가 열리며, 인텔·AMD 등 CPU 관련주와 ABF 기판 밸류체인이 주목받고 있다.
• 국내에서는 삼성전기 등 패키지기판 업체의 대규모 증설이 이어지는 가운데, 이란·미국 협상 결과가 유가·금리를 통해 변수로 남아 있다.

본 콘텐츠는 정보 제공 목적이며, 투자 판단과 그에 따른 손익의 책임은 투자자 본인에게 있습니다.