가트너 “2027년까지 국가 35% AI 독립”, GDP 1% 쏟는 ‘인프라 전쟁’ 발발
전기 먹는 하마 AI 데이터센터, SiC·GaN 반도체로 ‘에너지 다이어트’ 사활
글로벌 기술 시장의 나침반이라 불리는 가트너(Gartner)가 인공지능(AI) 산업의 거대한 지각변동을 예고했다. 2027년까지 전 세계 국가의 35%가 자국의 법과 문화를 반영한 독립적인 AI, 이른바 ‘소버린 AI(Sovereign AI)’로 전환할 전망이다. 현재 5% 수준에서 불과 1년여 만에 7배나 급증하는 수치다.
“미국산 AI는 우리를 모른다”… AI에도 ‘국적’이 필요한 이유
전 세계 국가들이 막대한 예산을 들여 ‘자국 전용 AI’를 구축하려는 이유는 데이터 주권과 문화적 맥락에 있다. 기존 글로벌 빅테크의 AI는 주로 영미권 데이터를 기반으로 학습되어, 비영어권 국가의 미묘한 법적 절차나 고유한 예절, 문화적 뉘앙스를 완벽히 이해하는 데 한계가 있다.
가우라브 굽타(Gaurav Gupta) 가트너 VP 애널리스트는 국가들이 폐쇄적인 미국 중심 모델의 대안을 찾고 있다고 분석했다. 그는 컴퓨팅 파워부터 AI 모델까지 자국 중심의 ‘AI 스택’을 확보하기 위해 2029년까지 GDP의 최소 1% 수준에 달하는 투자가 필요하다고 강조했다.
AI 주권의 적, ‘천문학적 전기세’를 잡아라
소버린 AI 운영의 가장 큰 걸림돌은 막대한 전력 소모다. AI는 일반 소프트웨어보다 훨씬 고도의 연산을 필요로 하며, 이를 수용하는 거대 데이터센터인 ‘AI 팩토리’는 전기를 집어삼키는 거대한 하마다. 여기서 전력전자 업계의 핵심 병기인 차세대 전력 반도체(SiC·GaN)가 해결사로 등장한다.
SiC와 GaN, AI 데이터센터의 ‘특급 다이어트’ 처방전
차세대 전력 반도체는 기존 실리콘(Si) 반도체의 물리적 한계를 극복하며 AI 인프라의 경제성을 혁신한다.
- 에너지 손실의 획기적 절감: 탄화규소(SiC)와 질화갈륨(GaN)은 전기 저항이 극도로 낮아 전력 변환 시 열로 낭비되는 에너지를 최소화한다. 이를 통해 전체 전력 손실을 최대 10~15%까지 줄일 수 있다.
- 냉각 비용의 연쇄 감소: 전력 장치에서 발생하는 열이 줄어들면 데이터센터 운영비의 40%를 차지하는 냉각 시스템(에어컨) 가동 전력도 함께 줄어드는 도미노 효과가 발생한다.
- 인프라 소형화와 밀도 향상: 특히 GaN 반도체는 초고속 스위칭이 가능해 전원 공급 장치(PSU)의 크기를 절반 이하로 줄여준다. 이는 같은 면적의 데이터센터에 더 많은 AI 서버를 배치할 수 있음을 의미한다.
전력 반도체 소재별 성능 비교
| 구분 | 기존 실리콘(Si) | 차세대 SiC / GaN | 효과 |
| 에너지 효율 | 낮음 (손실 발생) | 매우 높음 (98% 이상) | 전기세 대폭 절감 |
| 열 발생 | 많음 (냉각비 증가) | 적음 (냉각비 감소) | 운영 유지비 최적화 |
| 장치 크기 | 크고 무거움 | 소형 및 경량화 | AI 서버 집적도 향상 |
AI 주권은 ‘에너지 주권’에서 나온다
이제 AI 전쟁의 승패는 단순히 알고리즘의 지능만이 아니라, 누가 더 효율적인 인프라를 구축하고 전력을 아끼느냐에 달려 있다. 소버린 AI라는 국가적 목표를 달성하기 위해서는 그 기반이 되는 고효율 전력전자 기술이 필수적이다.
[분석] K-전력반도체: 소버린 AI의 심장을 만드는 사람들
대한민국의 전력 반도체 생태계는 크게 ‘설계(팹리스)’, ‘생산(파운드리)’, 그리고 이 모든 것을 아우르는 ‘수직계열화’ 그룹으로 분류할 수 있다.
1. 소재 및 수직계열화 (Sourcing & IDM)
가장 강력한 경쟁력은 원재료인 웨이퍼부터 완제품까지 직접 챙기는 기업들이다.
- SK실트론 / SK파워텍: 국내에서 유일하게 SiC 웨이퍼(소재)를 생산하며, 최근 부산에 SiC 전력 반도체 전용 라인을 구축해 설계부터 생산까지 내재화했다.
- LX세미콘: 국내 1위 팹리스 기업으로, 가전 및 자동차용 전력 반도체뿐만 아니라 차세대 SiC/GaN 연구 개발에 박차를 가하고 있다.
2. 생산 및 공정 (Foundry)
설계된 반도체를 실제 칩으로 구워내는 ‘공장’ 역할을 한다.
- DB하이텍: 8인치 파운드리 강자로, 최근 GaN과 SiC 공정 기술 개발을 공식화하며 데이터센터와 전동화 시장 대응에 나섰다.
- 키파운드리: 고전압 공정 기술력을 바탕으로 혼성신호 및 전력 반도체 위탁 생산을 담당한다.
3. 설계 및 부품 (Fabless & Components)
특정 애플리케이션에 최적화된 칩을 설계하거나 모듈을 만든다.
- KEC: 국내 전력 반도체의 자존심으로 불리며, SiC 기반의 SBD(쇼트키 배리어 다이오드)와 MOSFET을 국산화하여 양산 중이다.
- 에이프로세미콘: GaN 전력 반도체 설계 전문 기업으로, 전력 변환 효율을 극대화하는 칩을 개발하여 데이터센터용 PSU(전원공급장치) 시장을 공략하고 있다.
- 파워큐브세미: SiC 및 GaN 기반의 고전압 소자를 설계하며, 특히 급속 충전기와 신재생 에너지 분야에서 두각을 나타내고 있다.
4. 테스트 및 패키징 (OSAT)
반도체가 제 성능을 내도록 포장하고 검사하는 필수 공정이다.
- 에이팩트: 전력 반도체 테스트 비중을 확대하며 수주를 늘리고 있다.
- 엘비세미콘: 고전력 반도체 범핑 및 패키징 기술을 통해 생태계의 한 축을 담당한다.
