AI 반도체 시장의 구조적 변화와 한국 기업들의 약진
2025년 12월 현재, 글로벌 AI 반도체 시장은 전년 대비 47% 성장한 2,800억 달러 규모로 확대되며, 기술 산업 전반에 걸친 패러다임 변화를 주도하고 있다. 특히 주목할 점은 한국 기업들이 이 성장세를 견인하며 글로벌 시장에서의 입지를 크게 강화하고 있다는 것이다. 경기도 화성에 본사를 둔 삼성전자는 2025년 3분기 기준 HBM(High Bandwidth Memory) 시장에서 53.2%의 점유율을 기록하며, 전년 동기 대비 12%포인트 상승한 성과를 보였다. 이는 NVIDIA의 차세대 H200 및 B200 GPU에 대한 독점 공급계약 체결과 함께 AI 훈련용 메모리 수요 급증에 따른 결과로 분석된다.
경기도 이천에 본사를 둔 SK하이닉스 역시 이 변화의 핵심 수혜자로 부상하고 있다. 동사는 2025년 4분기 HBM3E 양산을 본격화하며, 전년 대비 340% 증가한 분기 매출 18조 7,000억 원을 기록할 것으로 전망된다. 특히 SK하이닉스가 개발한 HBM4 프로토타입은 기존 대비 2.1배 향상된 대역폭을 제공하며, 2026년 상반기 양산을 목표로 하고 있어 차세대 AI 컴퓨팅 생태계에서의 경쟁 우위를 더욱 공고히 할 전망이다. 이러한 한국 메모리 반도체 기업들의 성과는 미국 캘리포니아 산타클라라에 본사를 둔 NVIDIA와의 전략적 파트너십 강화로 이어지고 있으며, NVIDIA는 2025년 한 해 동안 한국 기업들로부터 총 340억 달러 규모의 메모리 반도체를 조달한 것으로 집계되었다.
반면 글로벌 파운드리 시장에서는 대만 신주에 본사를 둔 TSMC가 여전히 압도적 우위를 유지하고 있다. TSMC는 2025년 3나노 공정에서 92%의 시장 점유율을 기록하며, Apple의 A19 프로세서와 NVIDIA의 차세대 AI 칩 생산을 독점하고 있다. 하지만 삼성전자가 2026년 상반기 2나노 GAA(Gate-All-Around) 공정 양산을 앞두고 있어, 향후 파운드리 시장의 경쟁 구도 변화가 예상된다. 삼성전자는 이미 퀄컴과 구글로부터 차세대 모바일 프로세서 생산 계약을 확보하며, TSMC 독주 체제에 균열을 만들어가고 있다. 네덜란드 펠트호벤에 본사를 둔 ASML의 차세대 EUV 장비 High-NA EUV는 이러한 미세공정 경쟁의 핵심 변수로 작용하고 있으며, 2025년 말 현재 TSMC와 삼성전자, 인텔이 각각 3대씩 도입을 완료한 상태다.
자율주행차 상용화 가속화와 글로벌 경쟁 심화
2025년은 자율주행차 기술이 실험실을 벗어나 본격적인 상용화 단계로 접어든 원년으로 기록될 전망이다. 미국 텍사스 오스틴에 본사를 둔 Tesla는 2025년 10월 Full Self-Driving(FSD) v13을 출시하며, 레벨 4 자율주행 기능을 미국 내 주요 도시에서 상용 서비스로 제공하기 시작했다. Tesla의 FSD 구독자 수는 2025년 말 기준 280만 명을 넘어서며, 월 구독료 199달러 기준으로 연간 66억 달러의 소프트웨어 매출을 창출하고 있다. 이는 Tesla 전체 매출의 약 7%에 해당하는 수치로, 자동차 제조업체에서 소프트웨어 중심 기업으로의 전환을 상징적으로 보여주고 있다.
한국 자동차 산업도 이러한 변화에 적극적으로 대응하고 있다. 서울 강남구에 본사를 둔 현대자동차는 2025년 11월 자체 개발한 자율주행 플랫폼 ‘Highway Driving Pilot 2.0’을 제네시스 GV90에 최초 적용하며 레벨 3 자율주행 시대를 열었다. 현대자동차의 자율주행 기술은 이스라엘 모빌아이와의 협력을 통해 개발되었으며, 국내 고속도로 구간에서 시속 110km까지 완전 자율주행이 가능하다. 동사는 2026년까지 자율주행 R&D에 추가로 3조 2,000억 원을 투자할 계획이며, 이를 통해 2027년 레벨 4 자율주행차 양산을 목표로 하고 있다. 현대자동차그룹의 자율주행 관련 특허 보유 건수는 2025년 기준 2,847건으로, 글로벌 자동차 제조업체 중 4위를 기록하고 있다.
중국 시장에서는 베이징에 본사를 둔 바이두가 Apollo Go 로보택시 서비스를 통해 자율주행 상용화를 선도하고 있다. 바이두의 로보택시는 2025년 말 기준 베이징, 상하이, 광저우, 선전 등 10개 도시에서 운영되고 있으며, 일일 주문 건수는 7만 건을 넘어섰다. 특히 우한시에서는 완전 무인 로보택시 서비스가 24시간 운영되고 있어, 상용화 측면에서 글로벌 최고 수준에 도달했다는 평가를 받고 있다. 바이두의 자율주행 기술은 자체 개발한 AI 칩 ‘쿤룬’과 클라우드 컴퓨팅 인프라를 기반으로 하며, 2025년 3분기 기준 자율주행 사업부문 매출은 전년 동기 대비 73% 증가한 4억 2,000만 달러를 기록했다.
글로벌 자율주행 시장 규모는 2025년 기준 1,240억 달러로 추산되며, 2030년까지 연평균 22.3% 성장하여 3,360억 달러에 달할 것으로 전망된다. 이 중 하드웨어 부문이 52%, 소프트웨어 부문이 48%를 차지할 것으로 예상되며, 특히 AI 기반 소프트웨어의 비중이 급속히 확대되고 있다. 자율주행차용 센서 시장에서는 라이다(LiDAR) 기술의 가격 경쟁력이 크게 개선되어, 2025년 평균 단가가 전년 대비 35% 하락한 2,400달러 수준까지 내려왔다. 이는 자율주행차 대중화에 중요한 전환점이 될 것으로 분석된다.
양자컴퓨팅 상업화 원년과 신산업 생태계 형성
2025년은 양자컴퓨팅이 연구 개발 단계를 넘어 실제 비즈니스 문제 해결에 활용되기 시작한 상업화 원년으로 평가받고 있다. 미국 뉴욕 아몽크에 본사를 둔 IBM은 2025년 5월 1,121큐비트 규모의 양자컴퓨터 ‘Flamingo’를 공개하며, 기존 클래식 컴퓨터로는 해결하기 어려운 최적화 문제를 상용 서비스로 제공하기 시작했다. IBM Quantum Network에는 현재 280개 이상의 기업과 연구기관이 참여하고 있으며, 2025년 3분기 기준 양자컴퓨팅 관련 매출은 전년 동기 대비 190% 증가한 8억 7,000만 달러를 기록했다. 특히 금융 서비스 분야에서 포트폴리오 최적화와 리스크 분석에 양자컴퓨팅을 활용하는 사례가 급증하고 있으며, JP모건체이스와 골드만삭스 등 주요 투자은행들이 IBM의 양자컴퓨팅 서비스를 도입했다.
구글의 모회사인 미국 캘리포니아 마운틴뷰 소재 Alphabet은 2025년 12월 차세대 양자컴퓨터 칩 ‘Willow’를 발표하며 양자 오류 수정 분야에서 획기적인 진전을 이뤄냈다. Willow 칩은 105개의 물리적 큐비트로 구성되어 있으며, 기존 양자컴퓨터의 핵심 과제였던 오류율을 지수적으로 감소시키는 데 성공했다. 구글에 따르면, Willow는 특정 벤치마크 테스트에서 현존하는 가장 빠른 슈퍼컴퓨터보다 10^25배 빠른 성능을 보였다고 발표했다. 이는 양자우위(quantum supremacy)를 넘어 실용적인 양자컴퓨팅 시대의 개막을 알리는 이정표로 평가받고 있다.
한국에서는 정부가 2025년 양자컴퓨팅 국가전략을 발표하며, 2035년까지 1,000큐비트급 양자컴퓨터 개발에 4조 8,000억 원을 투자하겠다고 밝혔다. 한국과학기술원(KAIST)과 한국표준과학연구원(KRISS)을 중심으로 한 연구 컨소시엄은 현재 20큐비트급 초전도 양자컴퓨터 개발을 완료했으며, 2026년까지 100큐비트 수준으로 확장할 계획이다. 삼성전자는 양자컴퓨터용 극저온 반도체 제어 칩 개발에 참여하고 있으며, SK텔레콤은 양자암호통신 상용화를 위한 테스트베드를 구축하고 있다.
글로벌 양자컴퓨팅 시장 규모는 2025년 기준 19억 달러에서 2030년 84억 달러로 5배 이상 성장할 것으로 예상된다. 이 중 하드웨어 부문이 68%, 소프트웨어 및 서비스 부문이 32%를 차지할 전망이다. 특히 양자컴퓨팅을 활용한 신약 개발, 소재 설계, 금융 모델링 등의 응용 분야가 급성장하고 있으며, 제약업계에서는 양자컴퓨팅을 통해 신약 개발 기간을 기존 10-15년에서 5-7년으로 단축할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 로슈, 머크, 화이자 등 글로벌 제약회사들이 이미 양자컴퓨팅 기반 신약 개발 프로젝트에 수십억 달러를 투자하고 있어, 향후 헬스케어 산업의 패러다임 변화가 예상된다.
이러한 기술 혁신들이 가져올 경제적 파급효과는 상당할 것으로 전망된다. 맥킨지의 최신 보고서에 따르면, AI 반도체, 자율주행, 양자컴퓨팅 등 차세대 기술들이 2030년까지 글로벌 GDP에 13조 달러의 추가 가치를 창출할 것으로 예상된다. 특히 한국은 반도체와 자동차 산업의 기존 강점을 바탕으로 이러한 기술 전환기에서 핵심 역할을 할 것으로 기대되며, 정부는 K-반도체 벨트 조성과 자율주행 특화단지 구축을 통해 관련 생태계 육성에 박차를 가하고 있다. 2025년 말 현재, 이러한 변화의 물결은 이제 시작에 불과하며, 향후 5년간 기술 산업 전반에 걸친 근본적 재편이 가속화될 것으로 전망된다.
