AI 산업이 폭발적으로 성장하면서 “AI 반도체”는 이제 모든 기술 산업의 중심에 서 있습니다.
특히 구글이 자체 개발한 TPU(Tensor Processing Unit)가 대규모 언어모델(LLM), 자율주행, 추천 알고리즘 등 다양한 AI 서비스의 핵심 연산을 담당하면서
TPU 공급망에 속한 국내 기업들 또한 시장의 큰 관심을 받고 있습니다.
오늘은 구글 TPU가 무엇인지부터 시작해, TPU와 직접·간접적으로 연결된 국내 관련주를 AI 반도체 밸류체인 관점에서 세부적으로 분석해보겠습니다.
기업별 강점, 수혜 포인트, 시장에서 주목하는 이유등을 상세히 정리했습니다.
구글 TPU란 무엇인가?
구글의 Tensor Processing Unit(TPU)는 기계학습, 특히 딥러닝 연산을 극도로 빠르게 수행하기 위해 설계된 전용 AI 가속기 반도체입니다.
GPU보다 높은 전력 효율과 대규모 행렬 연산 최적화 기능이 특징이며,
현재 구글 클라우드의 모델 학습 및 추론 서비스에 폭넓게 사용되고 있습니다.
TPU는 단순히 하나의 칩으로 끝나는 것이 아니라, 서버, 회로기판, 메모리, 인터커넥트, 네트워크 스위치 등
“하나의 시스템”으로 구성됩니다.
따라서 칩 설계–제조–패키징–기판–메모리–부품까지 모든 공급망이 함께 성장할 수밖에 없습니다.
바로 이 지점에서 국내 기업들이 중요한 역할을 하고 있으며, 글로벌 AI 시장의 성장 속도에 따라 관련주들의 실적 개선 가능성이 크게 확대되고 있습니다.
대형 반도체 기업- 삼성전자·SK하이닉스
TPU 관련주 중에서도 가장 안정적인 대형주는 삼성전자와 SK하이닉스입니다.
이들은 AI 반도체 시대의 핵심 축을 구성하며, 구글 TPU 생태계에서도 중심적인 역할을 합니다.
삼성전자– 파운드리 및 AI 반도체 전반의 핵심
삼성전자는 구글 TPU의 파운드리(위탁 생산) 후보로 지속적으로 거론되고 있으며, 이미 글로벌 AI 반도체 제조 인프라에서 중요한 역할을 하고 있습니다.
● 강점 분석
파운드리 3nm·4nm 공정 기술 경쟁력
HBW(고대역폭 버스), 패키징, 서버용 메모리 풀라인업 보유
AI SoC, NPU 자체 개발 능력
AI 반도체 수요 증가에 직접적 수혜
● 기대 포인트
구글이 차세대 TPU 일부를 삼성에서 생산하게 된다면 파운드리 부문 매출 확대 가능성을 크게 높일 수 있습니다.
또한 TPU 시스템 전반에 필요한 메모리·스토리지 수요 역시 계속 증가할 것으로 예상됩니다.
SK하이닉스 – HBM 시장의 절대 강자
AI 반도체 수요 증가 속에서 가장 빠르게 성장하고 있는 분야는 HBM(고대역폭메모리)입니다.
LLM 학습 및 추론에는 HBM이 필수이며, 구글 TPU 또한 대량의 HBM을 필요로 합니다.
● SK하이닉스의 압도적 위치
엔비디아용 HBM의 최대 공급사
업계 최초로 HBM3E를 양산
고성능 AI 서버 수요 증가의 최대 수혜주
● 왜 TPU 관련주에 포함되는가?
TPU도 GPU와 마찬가지로 대량의 HBM을 탑재하고 있으므로, TPU 수요가 증가할수록 HBM 판매량이 연동되어 증가합니다.
한국 반도체 기업 중에서 AI 성장의 가장 직접적인 수혜주는 단연 SK하이닉스라고 할 수 있습니다.
AI 서버·기판·부품 기업 -이수페타시스·리노공업·삼성전기
TPU가 동작하려면 고성능 서버 인프라가 함께 구축되어야 하며, 여기에는 고다층 PCB, 테스트 장비, 전자부품이 필수적입니다.
이 과정에서 다음 기업들이 강하게 부각됩니다.
이수페타시스 – TPU 핵심 기판 공급사
이수페타시스는 AI 서버, TPU 등에 사용되는 고다층 인쇄회로기판(MLB)을 제조합니다.
● 투자 포인트
구글의 주요 PCB 공급사로 알려짐
AI 서버 증설 시 가장 먼저 수혜
EPS 성장 속도가 매우 가파른 기업
● 특징
AI 서버 1대에 들어가는 기판 수량과 단가가 매우 높기 때문에, AI 인프라 확장 속도가 그대로 실적 개선으로 이어집니다.
시장에서는 가장 직접적인 구글 TPU 관련주로 평가합니다.
리노공업 – 반도체 테스트 장비의 절대 강자
리노공업은 AI 반도체 테스트에 필요한 테스트 소켓·핀 분야에서 독보적인 기술을 보유하고 있습니다.
● 경쟁력 정리
글로벌 반도체 테스트 인터페이스 시장 점유율 상위권
미세공정·초고속 반도체 테스트에 최적화
고객사 다변화 → 리스크 낮음
● TPU 관련성
TPU·GPU 등 고성능 칩은 테스트 난도가 매우 높습니다.
AI 칩 출하량이 증가하는 만큼 테스트 수요도 함께 늘어나므로, 반도체 사이클보다 안정성이 강한 편입니다.
삼성전기– AI 서버용 고부가 부품 공급
삼성전기는 MLCC, 패키지 기판, 카메라모듈 등 다양한 전자부품을 공급하는 기업입니다.
● AI 반도체 관점에서 주목받는 이유
MLCC(적층세라믹캐패시터)는 AI 서버·TPU에서 필수
고부가가치 패키지 기판 생산 능력
서버용 고성능 전원부 수요 증가의 수혜
삼성전기는 AI 반도체 수요 증가가 장기적인 성장 동력으로 이어질 가능성이 높습니다.
부품·소재 기업- 롯데에너지머티리얼즈
롯데에너지머티리얼즈 – FCCL 핵심 소재 기업
TPU 칩 패키징 및 고성능 회로에는 동박(구리박)과 이를 기반으로 제작되는 FCCL이 반드시 필요합니다.
롯데에너지머티리얼즈는 국내 대표 동박 제조사로, TPU·AI 서버 기판 고객사가 확대되면서 큰 관심을 받고 있습니다.
● 강점
고품질 동박 생산 기술 경쟁력
AI 반도체·전기차·배터리 등 수요처 다변화
TPU 기판에 꼭 필요한 소재 기업
동박은 기판 성능을 좌우하는 핵심 소재이기 때문에, AI 반도체 시대가 열릴수록 가치가 더욱 높아지고 있습니다.
NPU 및 시스템 반도체 설계 기업: 칩스앤미디어·오픈엣지·텔레칩스
TPU와 같은 AI 가속기 생태계에서는 신경망처리장치(NPU) 기술을 보유한 팹리스 기업들도 중요한 영역에 속합니다.
구글 TPU 자체는 구글이 설계하지만, 국내 팹리스들은 AI 가속 기술의 확산과 함께 중장기적으로 큰 성장 가능성을 가진 분야입니다.
칩스앤미디어
비디오 코덱 IP와 함께 인공지능 연산 관련 IP도 보유하고 있는 국내 대표 팹리스 기업입니다.
● 핵심 포인트
NVIDIA·Qualcomm 등 글로벌 고객사
AI 코덱·영상 인식 기반 반도체 IP 공급
NPU 확산과 함께 기술 활용 범위 확대
오픈엣지테크놀로지
AI 반도체 필수 요소인 메모리 컨트롤러 IP 분야에서 높은 기술력을 보유한 기업입니다.
● 강점
AI SoC 설계에 반드시 필요한 IP
ARM·TSMC 등 글로벌 파트너십 확대
AI 칩 수요 증가에 연동된 구조
텔레칩스
자동차용 반도체를 중심으로 고성능 NPU 기술을 개발하고 있는 기업입니다.
● 특징
자율주행·IVI(차량 인포테인먼트) 시장 확대 수혜
AI 가속 SoC 개발 역량 보유
차량용 AI 반도체의 성장성 주목
이들 기업은 TPU 직접 공급망은 아니지만, AI 연산 하드웨어 기술이라는 같은 큰 축 안에서 높은 성장성을 가진 관련주로 평가됩니다.
국내 TPU 관련주가 주목받는 이유
국내 기업들이 TPU 밸류체인에서 중요한 비중을 차지하는 이유는 다음과 같습니다.
① 제조 역량과 기술 경쟁력 확보
고 다층 기판, HBM, 테스트 소켓, 동박 소재 등에서 한국 업체들은 글로벌 경쟁력을 보유하고 있습니다.
② AI 서버 수요 폭발
LLM 학습·추론에는 엄청난 양의 TPU 인프라가 필요하며, 이는 곧 HBM·기판·부품의 매출 증가로 이어집니다.
③ 구글·엔비디아·MS 등 빅테크와의 공급망 연결성
특히 기판, 메모리, 테스트 장비는 글로벌 기업들의 필수 파트로, 한국 기업들이 핵심 공급사로 참여하고 있습니다.
④ 주식시장에서는 “AI 반도체 확장성”이 주요 프리미엄
관련주들은 단순 사이클이 아니라 성장 산업의 중심에 속해 있기 때문에, 장기적으로 시장 프리미엄을 받는 경향이 있습니다.
TPU 관련주 정리 및 투자 시 유의사항
TPU 관련주는 크게 세 가지 그룹으로 나눌 수 있습니다.
① 직접 관련 핵심 기업
이수페타시스
SK하이닉스
삼성전자
② 간접 밸류체인 기업
리노공업
삼성전기
롯데에너지머티리얼즈
③ 연관 시스템 반도체 팹리스
칩스앤미디어
오픈엣지테크놀로지
텔레칩스
투자 시 유의해야 할 점
1) AI 인프라 투자 속도 확인
구글·엔비디아·MS의 CapEx 증가 여부가 가장 중요한 지표입니다.
2) 기업별 공급망 구조 파악
직접 공급인지, 간접 소재인지에 따라 변동성이 달라집니다.
3) AI 반도체 기술 업데이트 주기
AI 칩 세대가 빠르게 바뀌므로 기술 대응력이 중요합니다.
4) 단기 이벤트에 따른 과도한 기대감 경계
실적 기반이 아닌 테마성 급등은 항상 리스크가 있습니다.
구글 TPU는 AI 반도체 산업의 핵심이며, 한국 기업들은 기판, HBM, 소재, 테스트 등 다양한 분야에서 공급망에 참여하고 있습니다.
AI 시대가 길게 펼쳐지는 만큼, 국내 TPU 관련주는 중장기적으로도 지속적인 관심을 받을 가능성이 높습니다.
오늘 정리한 내용을 바탕으로 각 기업의 역할과 밸류체인을 이해하고, 자신의 투자 스타일에 맞게 신중히 접근하시면 좋겠습니다.