삼성전자와 SK하이닉스가 고대역폭메모리(HBM) 시장에서 합산 점유율 80%를 기록하며 AI 반도체 호황의 중심에 서 있다.
그러나 국회미래연구원은 이 압도적 하드웨어 경쟁력이 오히려 한국 AI 산업 전반의 구조적 불균형을 가리는 ‘착시’가 될 수 있다고 경고했다.
반도체 70조 쏟아부었지만…수익의 중심은 다른 곳
국회미래연구원이 2026년 4월 21일 발간한 보고서에 따르면 AI 산업은 반도체·하드웨어, 클라우드·인프라, 기반모델, 응용 소프트웨어·플랫폼 등 4단계로 구분된다. 삼성전자와 SK하이닉스의 반도체 설비투자 합계는 약 70조 원에 달하고, 정부도 올해 AI 예산 10조 1,000억 원 가운데 GPU 확충에만 2조 805억 원을 배정하며 하드웨어 중심 기조를 유지하고 있다.
문제는 실제 수익과 시장 지배력이 집중되는 곳이 3·4계층인 기반모델과 응용 플랫폼이라는 점이다. 한국 기업들의 투자는 1·2계층에 집중돼 있어, 상위 계층으로 갈수록 경쟁력 공백이 확연하다는 평가다.
빅테크는 생태계 전체를 장악 중…한국은 공급자에 머물러
글로벌 빅테크는 이미 수직 통합 전략을 가속화하고 있다. 구글과 아마존은 기반모델 개발사 앤트로픽에 전략적 자본을 투입했고, 엔비디아는 엔벤처스(NVentures)를 통해 GPU 클라우드부터 기반모델, 기업용 AI까지 생태계 전반에 자금을 연결하는 구조를 구축했다.
반면 한국 기업들은 AI 생태계에서 부품·소재 공급자 역할에 머물러 있다는 분석이 나온다. SK하이닉스의 2026년 1분기 영업이익률이 72%에 달하는 것은 HBM 가격 프리미엄 덕분이지만, 이 프리미엄이 소프트웨어·플랫폼 없이 장기간 유지될 수 있는지는 별개의 문제다.
피지컬 AI, 아직 ‘승자 없는’ 6배 성장 시장
연구원은 돌파구로 ‘피지컬 AI’를 지목했다. 로봇·자율제조·자율주행 등 현실 세계에서 작동하는 AI 분야는 2024년 시장 규모 50억 달러(약 7조 4,000억 원)에서 2030년 300억 달러(약 44조 5,000억 원)로 6배 성장할 전망이며, 아직 글로벌 강자가 확정되지 않은 초기 경쟁 단계다.
연구원은 반도체·자동차·조선·방산·이차전지로 이어지는 두터운 제조업 기반이 피지컬 AI에서는 구조적 비교우위가 된다고 분석했다. 아울러 정부 공공 예산의 무게중심을 반도체·인프라 중심의 1·2계층에서 기반모델·플랫폼 중심의 3·4계층으로 이동해야 한다는 제언도 함께 내놨다.
