[서울=뉴스핌] 황숙혜 기자 = 생성형 인공지능(AI)을 가동하는 데 필수인 GPU(그래픽처리장치)를 새로운 석유에 비유하는 말은 이미 새롭지 않다.

최근 글로벌 투자은행(IB) 업계의 보고서들을 AI 도구로 분석해 보면 '실리콘 철도(silicon railroads)'가 새로운 화두로 포착된다. GPU와 데이터센터, 전력망과 광모듈, 냉각과 부동산으로 이어지는 거대한 인프라를 포괄하는 개념이다.

AI 열차의 기관차는 엔비디아 같은 칩 회사가 해당되지만 실제로 돈과 위험이 깔리는 곳은 그 기관차가 달릴 레일과 변전소, 전력망과 광섬유로 구성되는 현실 세계다.

골드만 삭스와 뱅크오브아메리카(BofA), 웰스 파고 등 IB들은 2026년 전 세계 AI·클라우드 관련 설비투자가 최소 5400억달러에서 많게는 6400억달러에 이를 것으로 추정하고 있다.

일부 독립 리서치는 아마존(AMZN)과 마이크로소프트(MSFT), 알파벳(GOOGL), 메타 플랫폼스(META), 오라클(ORCL) 등 빅5 하이퍼스케일러의 설비 투자만 2026년 6020억달러에 달할 것으로 예상한다. 이 가운데 75%가 AI 인프라와 직간접적으로 연결된다는 분석이다.

AI 도구로 각 기관의 보고서를 한 번에 비교해 보면, 실리콘 철도는 대략 네 구간으로 나뉜다. 첫 번째 구간은 칩과 시스템이다. 투자자들의 관심이 가장 집중된 영역으로, 엔비디아와 AMD, 각종 커스텀 ASIC, 그리고 이를 랙 단위 시스템으로 통합하는 서버 ODM들이 여기에 포함된다.

웰스파고는 TSMC의 2026년 설비 투자 전망치가 540억달러로, 전년 대비 32퍼센트 증가에 달한다는 점을 근거로 하이퍼스케일러들의 칩 수요가 향후 2년간 연 30퍼센트 이상 성장할 수 있다고 본다. 골드만삭스 역시 하이퍼스케일러 전체 설비 투자가 2025년부터 2027년까지 1조1500억달러에 이르며, 그 상당 부분이 AI용 GPU·ASIC과 시스템에 쓰일 것으로 예상한다.

두 번째 구간은 네트워크와 광학 장비다. AI 클러스터는 수천에서 수만 개의 GPU를 고대역폭 네트워크로 엮어야 의미가 있기 때문에 스위치와 네트워크 인터페이스 카드, 광모듈, 케이블 같은 장비들이 GPU 못지않게 빠르게 팔려 나간다.

월가 보고서들은 특히 광모듈과 스위치 업계에 주목한다. AI 도구로 실적 발표와 전망치를 함께 분석하면 일부 광학 부품 업체들의 설비 투자와 연구개발 투자도 하이퍼스케일러의 설비투자 속도에 연동해 가파르게 늘고 있다는 사실이 드러난다.

세 번째 구간이자, 실리콘 철도의 중추로 부산한 부분은 전력과 전력망이다. 블룸버그NEF는 새 보고서에서 미국 데이터센터 전력 수요가 2035년까지 현재의 두 배를 넘는 1060억와트 수준으로 늘고, 전력 수요 전체에서 데이터센터가 차지하는 비중이 3.5%에서 8.6%로 뛰어오를 것이라고 전망한다.

같은 자료를 검토한 에너지 투자사들은 BNEF가 추적한 신규 데이터센터 프로젝트 150개 중 4분의 1이 500메가와트 이상 규모라는 점에 주목한다. 기존 데이터센터 한두 개로는 설명이 안 되는 초대형 수요가 특정 지역 전력망에 한꺼번에 몰리면서 미국 일부 계통에서는 2028년 이후 예비율이 위험구간으로 떨어질 수 있다는 경고가 나온다.

전력망은 이미 병목의 징후를 보이고 있다. AI 데이터센터 파워 수요를 분석한 한 보고서는 AI 최적화 랙의 전력 밀도가 기존 5~15킬로와트에서 30~100킬로와트로 치솟으면서 기존 변전소와 송전망이 감당할 수 있는 수준을 넘어섰다고 지적한다.

실제로 위스콘신에서 추진 중인 두 개의 데이터센터 단지 합산 전력 수요가 3.9기가와트에 달한다는 보도는 전력망 증설이 단지 설비 투자 문제가 아니라 3년 이상 인허가와 공사 기간, 지역 정치까지 얽힌 구조적 병목이라는 점을 보여준다.

AI 도구로 여러 에너지·전력 보고서를 교차 검토하면 미국 데이터센터 전력 수요가 2030년까지 국가 전체 소비의 8~12퍼센트에 이를 수 있다는 전망도 적지 않게 등장한다.

네 번째 구간은 냉각과 데이터센터 부동산이다. 고밀도 랙이 늘어나면서 공랭만으로는 감당할 수 없는 수준의 열이 발생하고, 액침 냉각과 직접 칩 냉각 같은 솔루션이 상용화 단계에 들어서고 있다.

데이터센터 캠퍼스 자체도 북버지니아처럼 전통적인 허브가 포화 상태에 가까워지면서 조지아와 텍사스, 중서부로 확산되는 추세다. 블룸버그NEF는 PJM 계통에서 데이터센터 용량이 2030년까지 31기가와트로 늘어날 수 있다고 보는데, 이는 같은 기간 신규 발전 설비 증가분 28.7기가와트를 웃도는 수준이다.

토지와 전력, 광섬유망을 동시에 확보할 수 있는 입지가 점점 희소해지고 있다는 의미로, 데이터센터 자산을 보유한 일부 리츠와 부동산 투자자에게 구조적인 가격 협상력을 제공할 수 있다.

골드만삭스는 하이퍼스케일러들의 설비 투자가 2025~2027년 사이 1조1500억달러에 달할 것으로 예상한다. 이는 2022년~2024년까지 3년간 투자액의 두 배가 넘는 규모다.

투자자들 사이에 설비 투자가 수익으로 회수될 것인지를 둘러싼 논쟁이 가열되는 가운데 일부 보고서는 "이번 CAPEX는 장기적으로 스스로를 상환하는 철도"라고 주장한다. 빅테크의 현금 창출력이 과거 닷컴 버블 시기의 통신업체들과는 근본적으로 다르고, 아마존웹서비스(AWS)와 구글 클라우드, 애저의 매출 성장률이 이미 20~40퍼센트 수준에서 AI 워크로드에 의해 재가속하고 있다는 점을 근거로 든다.

반면 다른 보고서는 데이터센터와 전력망 병목, 규제 리스크, 금리 환경을 들어 과도하게 앞당겨진 설비투자가 향후 몇 년 안에 감가상각과 자본비용 부담으로 되돌아올 수 있다고 경고한다.

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