"GPU 다음은 CPU?"… 에이전틱 AI가 쏘아올린 '기판주' 랠리

삼성전기 4월 105% 급등·대덕전자 42% 상승…AI 부품주 동반 강세
인텔 어닝 서프라이즈…데이터센터 매출 증가로 CPU 수요 확대 확인
GPU 중심에서 CPU로 이동…에이전틱 AI 확산에 역할 확대
FC-BGA 수요 증가·공급 제약 지속…가격·가동률 상승

(사진=연합)

그래픽처리장치(GPU)에 가려졌던 중앙처리장치(CPU)가 다시 반도체 시장의 중심으로 부상하고 있다. 인공지능(AI) 처리 병목이 GPU에서 CPU로 이동하는 흐름이 나타나고 있는 가운데 인텔의 어닝 서프라이즈를 계기로 CPU 수요 확대가 실적으로 확인되면서 시장 구조 변화가 가시화되고 있다.

AI 반도체 수요 확대 흐름 속에서 관련 부품 업종 전반으로 상승세가 나타나고 있다. 29일 한국거래소에 따르면 삼성전기는 이달 들어 28일까지 주가가 105.89% 급등하며 두 배 넘는 상승률을 기록했고, 대덕전자 역시 같은 기간 42.5% 오르며 강한 주가 흐름을 이어가고 있다.

이 같은 움직임은 CPU 중심으로 재편되는 AI 반도체 수요 구조 변화와 맞물려 있다.

인텔은 지난 23일 실적 발표에서 매출 135억8000만달러, 주당순이익(EPS) 29센트를 기록하며 시장 예상치를 크게 웃돌았다. 데이터센터 및 AI 부문 매출도 전년 대비 22% 증가했다. CPU 수요 확대 흐름이 실적에 반영되기 시작한 것이다.

그동안 AI 투자는 모델 학습을 위한 GPU 중심으로 이뤄졌다. 최근에는 AI가 단순 답변 생성에서 벗어나 실제 업무를 수행하는 '에이전틱 AI' 단계로 확장되면서 구조가 바뀌고 있다.

일반적인 AI 챗봇에서는 CPU의 역할이 제한적이다. 사용자의 질문을 정리하고 GPU로 전달한 뒤 결과를 출력하는 보조 역할에 그친다. 업계에서는 이 과정에서 CPU 비중이 5~10% 수준에 불과한 것으로 보고 있다.

반면 에이전틱 AI에서는 구조가 달라진다. 작업 계획 수립과 데이터 조회, 도구 선택, 실행 결과 검증을 반복하는 과정에서 CPU가 전체 흐름을 제어하는 역할을 맡는다. 작업 단계가 늘어날수록 CPU 의존도가 높아지는 구조다.

수요는 빠르게 늘고 공급 확대는 이를 따라가지 못하고 있다. CPU 가격은 10~15% 수준 인상이 진행되고 있으며, 리드타임도 기존 1~2주에서 8~12주로 늘어났다. 일부 제품은 최대 6개월 이상 대기 사례도 나타나고 있다.

CPU 쇼티지는 단순한 칩 공급 부족을 넘어 반도체 생산 구조 전반에 영향을 미치고 있다. CPU 성능이 고도화될수록 칩 크기와 전력 처리량이 증가하면서 이를 지지하는 기판 사양도 함께 높아지기 때문이다.

특히 서버용 CPU는 고다층·대면적 FC-BGA 기판을 필요로 한다. 기존 PC용 대비 면적과 층수가 크게 증가하면서 단가가 높고, 생산 가능한 업체도 제한적이다.

CPU 수요가 늘어날수록 동일한 물량이라도 더 많은 기판 면적과 공정이 필요해지는 구조다. 이에 따라 기판 공급은 빠르게 조여지고 있으며 가격 인상과 가동률 상승이 동시에 나타나고 있다.

이 같은 변화는 반도체 밸류체인 전반으로 확산되는 양상이다.

삼성전기는 MLCC와 FC-BGA를 동시에 보유한 구조로 AI 수요 확대의 영향을 복합적으로 받고 있다. AI 서버와 전장 시장에서 MLCC 수요가 증가하는 가운데 FC-BGA 역시 고부가 제품 중심으로 성장하고 있다.

대덕전자는 FC-BGA를 중심으로 한 기판 사업 비중이 높은 구조다. 메모리 패키징 기판과 MLB까지 포함해 AI 데이터센터와 네트워크 장비 수요 확대와 맞물려 있다.

특히 FC-BGA의 대면적·고다층 제품 비중이 확대되며 가동률 상승이 이어지고 있고 메모리향 기판 수요도 유지되고 있다. MLB까지 포함해 전 사업부에서 수요가 동시에 증가하는 흐름이다.

기판 산업은 가동률 상승에 따른 영업 레버리지가 큰 구조다. 수요가 일정 수준을 넘어서면 매출보다 이익 증가 속도가 더 빠르게 나타나는 특징이 있다.

권민규 SK증권 연구원은 "AI 데이터센터 확산으로 FC-BGA 등 고사양 기판 수요가 증가하고 있다"며 "쇼티지 상황에서 판가 인상과 가동률 상승이 동시에 나타나고 있다"고 말했다.

한용희 그로쓰리서치 연구원은 "한국은 CPU를 직접 설계·생산하는 기업이 적은 만큼, 공급 부족의 수혜가 파급되는 주변 밸류체인에 주목해야 한다"며 "고성능 CPU에 필수적인 대면적·고다층 FC-BGA 기판의 희소성이 커지고 있으며 출하량 증가에 따른 테스트 및 후공정 분야의 수혜도 예상된다"고 말했다.