요약
AI의 ‘진짜’ 승패는 전력 총량이 아니라 사용 가능한 컴퓨트(usable compute)의 축적 속도에 의해 갈린다. 번스타인 리서치에 따르면 2025년 미국 및 동맹은 FP16 sparse 기준 최소 25 ZFLOPS의 AI 가속 연산능력을 새로 온라인화할 전망인 반면, 중국은 1 ZFLOPS 미만에 그칠 가능성이 높다. 같은 해 중국의 전력 증설이 500GW+로 미국(~30GW)을 압도하더라도, 실제 데이터센터·칩·냉각·네트워킹·소프트웨어 최적화가 결합된 유효 컴퓨트 축적에서는 미국 우위가 공고하다는 결론이다. 슈퍼컴퓨팅 2025(SC25)가 확인한 액체냉각의 대세화, 고전압 DC(HVDC) 랙 전력의 확산 준비, 서비스 역량의 차별화는 이 구조를 기술·산업 측면에서 받쳐준다. 2028년 무렵 출하를 목표로 한 마이크론 히로시마 HBM 투자(1.5조 엔, 日 보조금 최대 5천억 엔)는 글로벌 메모리·패키징 병목을 완화해 비용 곡선 하향의 변곡을 예고한다. 이 글은 2025~2030년 미국 주식·경제의 장기 사이클을 좌우할 ‘컴퓨트 초과(Compute Surplus)’ 구축 경로를 데이터로 해부하고, 수혜 섹터의 리레이팅 논리를 제시한다.
1) 데이터로 보는 ‘연산능력의 격차’—2025년 단면
| 지표 | 미국·동맹 | 중국 | 출처/근거 |
|---|---|---|---|
| 2025년 AI 가속 컴퓨트 추가( FP16 sparse) | ≥ 25 ZFLOPS | < 1 ZFLOPS | 번스타인(라스곤) |
| 블랙웰(Blackwell) 신규 칩 가정 | 약 400만 개 × 4.5 PFLOPS = 18 ZFLOPS (TPU/ASIC 포함 시 ≥25) | — | 번스타인 |
| 국산 AI 칩 출하(중국) | — | 약 150만 개 × 0.4 PFLOPS ≈ 0.6 ZFLOPS | 번스타인 |
| 저가형 외산 유입 추정(중국) | — | 추가 0.2~0.3 ZFLOPS | 번스타인 |
| 데이터센터 용량 순증(2024) | 5.3 GW | 3.9 GW | 번스타인 |
| 2025년 전력 증설 | ~30 GW | 500 GW+ | 번스타인 |
표가 시사하듯, 전력 총량과 유효 컴퓨트 축적은 다른 차원의 문제다. 2025년 전력 증설에서는 중국이 압도하지만, 실제 훈련·추론성능을 내는 사용 가능한 컴퓨트를 더하는 속도는 미국·동맹권이 한 자릿수 배 우위다. 그 이유는 다음과 같다.
- 최첨단 칩 접근성: 미국·동맹은 차세대 GPU/TPU·ASIC을 대량·동시에 배치한다.
- HBM·패키징 병목 관리: 미·일·대만·한국 공급망의 동시 확장과 정책 보조금이 결합한다.
- 데이터센터 아키텍처 최적화: 액체냉각·HVDC·모듈러화로 전력·열 밀도 제약을 완화한다.
- 소프트웨어·스택 통합: 분산학습·스케줄링·희소성 최적화가 실효 처리량을 배가한다.
핵심 정리: 2025년은 ‘전력 vs 컴퓨트’의 구분이 시장에 각인되는 원년이다. 투자자는 총 전력 증설이 아니라 ZFLOPS의 순증을 추적해야 한다.
2) SC25가 보여준 물리적 제약과 해법—액체냉각, HVDC, 서비스
슈퍼컴퓨팅 2025(SC25)의 산업 시그널은 명확하다. 수요는 투기적 과열이 아닌 실사용에 기반해 2028년 말 이후까지 가시성이 확장되고 있으며, 병목은 칩이 아니라 전력과 열로 수렴한다. 이에 따라 다음이 빠르게 주류로 이동한다.
- 액체냉각(Direct-to-Chip 단상): NVIDIA GB200 전환이 채택을 가속했다. 2상 냉각은 2027~2028 플랫폼에서 본격화 전망.
- 고전압 DC 랙 전력(HVDC): AC→DC 전환 준비가 본격화됐다. 2030년 전후 대규모 DC 배전 가능성.
- 모듈러·내재화: Eaton–Boyd, Schneider–Motivair 등 M&A로 액체냉각 역량을 사내화, 번들 패키지 제공 강화.
- 서비스 해자: 냉각수 오염·필터 막힘 등 운영 리스크를 상시 관리할 서비스 조직이 효율의 열쇠로 부상.
이 키워드는 Vertiv(HVDC·모듈러·서비스 스케일), Eaton(열관리 내재화), nVent(CDU·PDU·매니폴드) 등 데이터센터 인프라 체인의 장기 리레이팅 논거가 된다. 더불어, 데이터센터 냉각 장애로 CME 선물·옵션 시장이 일시 중단된 사건은(호스팅사 CyrusOne의 냉각 시스템 이슈) 열 관리가 금융시장 인프라의 안정성에 직결됨을 각인시켰다. 전력·열은 이제 리스크 관리의 코어 변수다.
3) 메모리·패키징의 병목과 2028년 변곡—히로시마 HBM
HBM(고대역폭 메모리)은 AI 컴퓨트의 진짜 목줄이다. 마이크론은 일본 히로시마에 HBM 생산 거점을 구축하기 위해 1.5조 엔(약 96억 달러)을 투입할 계획이며, 2028년 전후 출하를 목표로 한다. 일본 정부(METI)는 최대 5천억 엔 보조금을 검토한다. 목적은 공급망 다변화와 패키징·검증 역량 확보다. 이는 대만·한국 집중 병목을 장기적으로 완화하고, 고객(하이퍼스케일러·OEM)의 멀티소싱 요구에 부응해 원가·리드타임 곡선의 하향 전환을 촉진한다.
HBM의 병목이 풀리면, GPU 단가만을 보는 밸류에이션 담론은 의미를 잃는다. 시스템 기준 TCO(전력·냉각·공사·서비스 포함)가 하락하면서, 모델 크기·밀도·서비스화의 상한선이 밀려난다. 이는 학습·추론의 경제성을 높여 ‘컴퓨트 초과’로 전환하는 결정적 계기다.
4) ‘전력 총량’이 아니라 ‘유효 컴퓨트’—거시와 주식시장의 프레임 재정의
투자 담론은 이제 발전소 증설이나 송배전 총량을 넘어, 실제 모델을 굴리는 처리량(ZFLOPS)과 데이터센터 아키텍처, 수율·서비스로 이동한다. 번스타인에 따르면 중국은 2030년경 ~19 ZFLOPS에 도달 가능하지만, 이는 미국의 현재 수준에도 미치지 못한다. 정책(수출통제)·칩 접근성·HBM·스택 최적화가 복합적으로 만드는 격차다.
주식시장 함의는 세 갈래다.
- 반도체·가속기: 컴퓨트 단위(ZFLOPS) 공급자—GPU·TPU·ASIC—는 단순 출하량이 아닌 실효 처리량(희소성·정밀도·패키징)을 기준으로 리더십이 공고화된다.
- 데이터센터 인프라: 액체냉각·HVDC·모듈러·서비스는 전력/열/밀도라는 물리 제약을 사업모델 전환의 기회로 만든다. 스케일+서비스 해자를 보유한 기업의 멀티플 프리미엄이 정당화된다.
- 메모리·패키징: HBM·첨단 패키징(코어·인터포저·테스트)에서 지역 다변화와 보조금이 중장기 CAPEX를 밀어준다. 2028년 전후 병목 완화는 다운스트림(서비스·소프트웨어)에 2차 효과를 낳는다.
5) 섹터·종목 지형도—장기 리레이팅의 지도
| 축 | 핵심 동인 | 대표 수혜 라인업(예시) | 투자 논리 |
|---|---|---|---|
| 가속기 | ZFLOPS/와트, 스택 통합 | GPU/TPU/ASIC 생태계 | 실효 처리량·소프트웨어 락인·패키징 동맹 |
| 메모리/패키징 | HBM 수율·증설, CoWoS/첨단 패키징 | HBM 제조/패키징/소재 체인 | 2028년 변곡—원가·리드타임 하향 |
| 데이터센터 인프라 | 액체냉각, HVDC, 모듈러, 서비스 | Vertiv, Eaton, nVent 등 | 전력·열 병목 해소—서비스 해자·번들화 |
| 운영자/부동산 | 전력 인입, 밀도, 리드타임 | 하이퍼스케일·전력확보형 DC | 전력·토지·허가—프리미엄 자산화 |
| 유틸리티/그리드 | 증설·송배전 CAPEX | 그리드 장비·규제유틸리티 | CAPEX 장기화—안정 성장 |
주: 개별 종목 투자의 권유가 아니라, 체인별 논리적 맵을 제시한다.
6) 시나리오(2026~2030)—기본·상방·하방
기본(Base)
- 미국·동맹 ZFLOPS 누적이 연평균 고두 자릿수로 증설, 중국은 제약 속 점진 추격.
- 액체냉각·HVDC 채택률 상승, 2030 전후 DC 배전 가속.
- HBM·패키징 증설이 2028년 변곡. 시스템 TCO 하락으로 AI 서비스 상용화 확장.
상방(Bull)
- 정책 보조금+규제 신속화로 전력·허가 병목 완화, ZFLOPS/와트 혁신 가속.
- 2상 냉각·신소재 열교환의 조기 상용화, 밀도 급상승.
- HBM 수율 초과 개선—모델 크기·추론 단가 급락—광범위 도입.
하방(Bear)
- 전력 인입·허가 지연으로 용량 미스매치, 일부 프로젝트 지연.
- 경기 둔화·자금 조달 비용 상승—하이퍼스케일 CAPEX 절대액 축소.
- 수출통제 격화—공급망 단절 비용 확대.
7) 리스크 레지스터—투자 판단의 ‘체크리스트’
- 전력/허가 리스크: 인입·변전·송전 승인 지연—리드타임 상승.
- 열·신뢰성 리스크: 냉각 장애(예: CME 사례)→운영 중단—서비스 해자 가치 재확인.
- 정책·지정학: 수출통제·보조금·표준 분화→단기 마진 압력.
- 수요 엘라스틱: AI 서비스 전환율·수익화 지연→단기 재고·스프레드 변동.
8) 포트폴리오 구현—‘컴퓨트 초과’에 베팅하는 3단 레버
- 핵심(코어): 가속기/스택 리더—실효 처리량·락인을 KPI로. ZFLOPS 공급의 질에 초점.
- 엣지(인프라): 액체냉각·HVDC·모듈러·서비스—전력/열 제약의 필수 인프라 플레이.
- 옵셔널: HBM/패키징·소재—2028년 변곡 선점. CAPEX·수율·보조금 추적.
리스크 관리 측면에선, 고평가 구간의 변동성 확대에 대비해 현금흐름 질·백로그·서비스 매출비중을 엄격히 본다. 또한 유효 컴퓨트의 추적 지표로 ZFLOPS/와트·액체냉각 채택률·HVDC 랙 비중을 분기마다 점검할 필요가 있다.
9) 거시경제 파급—‘컴퓨트 초과’가 만드는 생산성의 사다리
ZFLOPS의 누적이 의미하는 바는 단순한 칩 판매가 아니다. 컴퓨트 단가의 하락은 모델 학습·추론의 한계비용을 줄이고, 서비스 레이어의 이윤 창출 가능성을 높인다. 데이터센터 CAPEX는 그리드·송배전·산업용 전력으로 파급되며, 건설·전력장비·열교환·배관 등 실물 경제의 고용과 투자로 이어진다. ‘컴퓨트 초과’는 AI 서비스의 보급속도를 끌어올리는 생산성의 사다리다. 2025~2030년 미국 경제는 이 사다리를 타고 IT·산업·유틸리티가 동시 성장하는 복합 사이클에 진입할 가능성이 크다.
10) 관련 보도와 데이터: 교차검증
- 번스타인: 2025년 미국·동맹 ≥25 ZFLOPS vs 중국 <1 ZFLOPS; 2024년 DC 순증 미국 5.3GW vs 중국 3.9GW; 중국 2025년 전력 500GW+ 증설 vs 미국 ~30GW—그러나 유효 컴퓨트는 미국 우위.
- SC25: 액체냉각의 대세화, HVDC 준비, 모듈러·내재화 확산, 서비스 해자 강조(Vertiv·Eaton·nVent 등).
- 마이크론 HBM 히로시마: 1.5조 엔 투자, 2028년 전후 출하, 日 보조금 최대 5천억 엔—HBM·패키징 병목 완화의 변곡.
- CME 냉각 장애: 데이터센터 열 관리 실패의 시스템 리스크가 금융시장 운영에도 파급.
결론—투자 언어를 ‘전력’에서 ‘컴퓨트’로 바꿔야 할 때
2025년의 투자자는 더 이상 ‘전력 총량’을 보지 않는다. ZFLOPS의 순증, 액체냉각·HVDC의 채택, HBM·패키징의 리드타임, 서비스 해자가 다음 사이클의 실질 지표다. 데이터는 미국·동맹권이 2025년 이후 ‘컴퓨트 초과’를 구축할 수 있는 구조적 우위를 가지고 있음을 가리킨다. 이 우위는 반도체–메모리–데이터센터 인프라–그리드로 이어지는 가치사슬의 동시 리레이팅으로 귀결될 것이다. 투자자는 유효 컴퓨트라는 새로운 언어로 시장을 해석해야 한다. 이것이 2025~2030년 미국 주식·경제를 설명할 가장 신뢰할 수 있는 프레임이다.
부록: 핵심 수치 한눈에 보기
| 항목 | 수치 | 설명 |
|---|---|---|
| 미·동맹 2025 컴퓨트 추가 | ≥ 25 ZFLOPS | FP16 sparse, 번스타인 추정 |
| 중국 2025 컴퓨트 추가 | < 1 ZFLOPS | 국산 0.6 + 외산 0.2~0.3 ZFLOPS |
| 블랙웰 칩 계산 | 18 ZFLOPS | 400만 개 × 4.5 PFLOPS |
| 데이터센터 순증(2024) | 미국 5.3 GW | 중국 3.9 GW |
| 전력 증설(2025) | 중국 500 GW+ | 미국 ~30 GW |
| HBM 히로시마 | 1.5조 엔 | 출하 2028년 전후, 보조금 최대 5천억 엔 |
| SC25 키워드 | 액체냉각·HVDC | 모듈러·서비스 해자 |
본 기사는 제공된 객관적 데이터·보도(번스타인, SC25 리포트, 로이터·인베스팅닷컴·CNBC 등)에 근거해 작성되었으며, 특정 종목의 매수·매도를 권유하지 않는다.
