K-AI 성능 미·중 이어 세계 3위지만 격차 상당…칩 자립, 데이터센터 확보, 전력 공급 등 난제 많아

미·중 빅테크 기업들의 AI(인공지능) 모델 경쟁이 치열해지고 있는 가운데 글로벌 AI 시장 ‘G3’를 노리는 한국의 도전이 가시적인 성과를 낼 수 있을지 주목된다. 최근 한국 AI 모델이 글로벌 성능 지표에서 ‘K-AI’의 저력을 입증하고 있다. 새 정부 출범 이후 독자적 파운데이션 모델(FM) 확보를 위한 정책 지원에 힘입어 세계 3위 AI 강국 진입이 가시화될 것이라는 기대가 나온다. 그러나 동시에 칩 자립성과 전력 부족 등 인프라 문제를 선제적으로 해결해야 한다는 지적도 함께 나온다. 

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#전력난·투자 기피…적지 않은 난제들  

AI 산업은 크게 원천기술과 응용 서비스로 나뉜다. 서버·데이터센터로 대변되는 인프라와 FM이라는 원천기술이 확보돼야 비로소 다양한 응용 서비스 구현이 가능한 구조다. 특히 고성능 FM 개발에는 막대한 컴퓨팅 자원이 필수적인 만큼, 정부는 K-LLM 기업을 위한 GPU 임차 지원과 국가 AI 컴퓨팅 센터 구축에 속도를 내고 있다. 이를 통해 5만 장 이상의 GPU를 확보하는 로드맵을 발표했고 지난 2025년 경주 APEC 행사에서는 엔비디아로부터 향후 26만 장의 GPU를 우선 공급받기로 확약받는 등 국가 차원의 AI 원천기술 기반 마련에 총력을 기울이고 있다.

국내의 경우 반도체 역량과 더불어 자동차, 조선, 디스플레이 등 제조 기반의 강력한 하드웨어 인프라를 보유하고 있어 가상 세계를 넘어 실제 물리적 환경에 AI를 결합하는 ‘피지컬 AI’ 구현에 유리한 고지에 있다. 메모리·스토리지 분야의 압도적 경쟁력 역시 강점이다. 고성능 GPU의 연산 속도를 뒷받침하기 위해서는 그에 걸맞은 데이터 처리 능력을 갖춘 메모리가 필수적인데, 삼성전자와 SK하이닉스가 이 분야에서 사실상 독점에 가까운 기술력을 보유하고 있기 때문이다.

하지만 이러한 강점에도 불구하고 ‘AI 칩 자립’ 등 넘어야 할 과제가 적지 않다는 평가다. 최병호 고려대 휴먼인스파이어드 AI연구원 연구교수는 “구글이 엔비디아 의존도를 낮추기 위해 자체 연산 칩인 TPU를 개발해 성공시킨 것처럼 진정한 AI 주권을 확보하려면 우리만의 NPU(신경망처리장치) 성공 사례가 절실하다”고 말했다. 이어 “안 그러면 엔비디아에 끊임없이 종속되고 비용을 낮출 수가 없게 된다. 미국 빅테크 기업들과 중국 모두 독자적인 추론 칩 개발에 사활을 걸고 있는 상황에서 우리나라는 아직 너무 초입 단계”라고 지적했다.

특히 AI 산업의 지속 가능성을 결정지을 핵심 변수로 데이터센터와 에너지 인프라가 꼽히는데, 국내 대응 역량은 여전히 취약한 상태라는 진단이 나온다. 컴퓨팅 인프라를 뒷받침하기 위해 막대한 규모의 데이터센터와 안정적인 전력 공급이 필수적이다. 최병호 교수는 “한번도 상상해보지 못한 수준의 에너지를 데이터센터에 안정적으로 공급해야 하는데 우리는 그 인프라부터 다시 세팅해야 하는 상황”이라며 “미국조차 전력 부족으로 데이터센터 가동에 차질을 빚는 상황에서, 우리가 막대한 에너지를 소모하는 엔비디아의 최신 기종들을 감당하려면 수조 원 규모 이상을 투자해야 하는 전혀 새로운 차원의 과제에 직면해 있다”고 지적했다.

민간의 투자가 여전히 소극적이라는 점도 약점이다. 이경전 UCAI 포럼 연구원장은 “2025년 8월 국가데이터센터 사업이 두 차례 유찰된 것은 민간이 리스크를 피하려 한다는 방증이다. 지방 발전소들이 데이터센터와 협력하려 해도 정작 투자가 이뤄지지 않아 전력이 남아도는 기현상이 발생하고 있다”며 “막연한 인프라 확충에 앞서 민간이 확신을 갖고 참여할 수 있도록 명확한 AI 비즈니스 모델 정립과 이를 유도하는 정부의 정책적 역할이 시급하다”고 말했다.

이와 관련, 최재식 카이스트 김재철AI대학원 교수 또한 “최근 미국과 중국이 주도하던 오픈소스 모델 시장에 한국이 진입하면서 실질적으로 경쟁력이 생긴 부분은 긍정적인 측면이 맞다”면서도 “그러나 중요한 것은 단순한 국산화가 아니다. 사용자들이 최상위 모델만을 선택하는 시장 구조상 결국 향후 글로벌 1위로서 경쟁력을 확보할 수 있느냐가 본질적인 성패를 가를 것”이라고 전망했다.

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[출처] 김정민 기자 |  일요신문        

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