글로벌 빅테크 AI 전용 칩 출시: 전력 비용 절감이 최대 목표
최근 빅테크 업체들의 자체 AI 칩 (AI 반도체) 개발 이유는 전력 비용을 절감하고 엔비디아 GPU 공급구조에서 탈피하기 위해서다. 구글과 마이크로소프트는 AI 전용 신제품 반도체인 TPU v5p와 마이아100을 공개했고, 아마존은 업그레이드된 AI 반도체인 Trainium2를 출시했으며, 인텔은 신형 AI가속기 (가우디3)를 공식 선보였다.
AI 서버는 전기 먹는 하마: AI 전용 칩 전력 소비량 1/10 축소 24시간 가동해야 하는 AI 데이터센터는 전기 먹는 하마다. 엔비디아 H100은 전력 소비량이 최대 700W로 기존 데이터센터 대비 +2배 이상 높다. 또한 블랙웰 B100은 1,000W, B200은
1,200W로 향후 전력 소비는 더욱 늘어날 전망이다. 반면 AI 전용 칩의 전력 소비량은 80~100W 수준으로 엔비디아 GPU 대비 전력 효율은 +10배 높은 것으로 판단된다.
생성형 AI (챗GPT) 1회 서비스 전력 소모량 2.9Wh, 구글 검색 대비 +10배 생성형 AI 서비스 (챗GPT)는 일반 검색 (구글) 대비 +10배 많은 전력이 필요하다. IEA (국제에너지기구)에 따르면 2026년 전 세계 데이터센터 사용 전력량 (1,050TWh)은 2020년 일본 전체 전력 소비량 (1019TWh)을 넘어설 것으로 예상됐다.
2030년 북미 데이터센터 전력 소비량, 미국 전체 소비량의 8%: 8년 만에 +4배 증가전망 미국 전체 전력 소비량에서 차지하는 북미 데이터센터 전력 소비량은 2022년 2%에서 2030년 8% 수준까지 약 +4배 증가될 전망이다 (2023/9/27, Frost & Sullivan, BCG). 이처럼 전력 소비량 급증의 이유는 AI 전용 데이터센터 변압기 용량 (5GWh)이 일반 데이터센터 (250MWh) 대비 +20배에 달하기 때문이다. 이에 따라 2년 후인 2026년 전 세계 데이터센터 전력 사용량 (1,050TWh)은 2024년 대비 2022년 독일의 전력 사용량 (484TWh) 만큼 추가될 것으로 전망된다 (IEA 2024).
전선과 변압기 핵심인 구리: 22개월 만에 최고치, 2030년까지 구리 수요 13조원 추가 발생 최근 구리 가격은 6개월 동안 20.6% 상승해 톤당 9,499 달러로 22개월 만에 최고치를 기록 중이다.
이는 구리가 전기 송전 전선에 대량으로 활용되어 AI 데이터센터, 전기차, 신재생에너지 (풍력 터빈, 태양광 패널), 비트코인 채굴 등 구리 수요처가 확대되고 있기 때문이다. 특히 천문학적 규모의 AI 데이터센터 확대 (아마존: 200조원, MS: 130조원)로 2030년까지 전 세계 구리 수요가 최대 13조원 (100만 톤)까지 늘어날 것으로 예상된다
● 2022 년부터 2 년 남짓 초고압 중심 초호황 지속. 1-2 년 후부턴 배전단 중저압 시장 초호황 진입 전망
● 전력기기 시장의 80%는 배전. 생성형 AI 시장 빠른 성장으로 배전 초호황 Cycle 더 빨리 올 수도
30년 만에 전력 호황 사이클 진입, 현재 고객과 2028년 주문 논의 중AI 데이터센터 확대를 위한 필수는 반 (반도체)· 전 (전기)이다. 반도체 (삼성전자, SK하이닉스,가온칩스)는 전력 효율을 높인 전용 AI 칩과 저전력 D (LPDDR, GDDR, LLW, LPCAMM) 출하가 확대되고, 전력기기 (구리, 전선, 변압기) 업체는 현재 고객사와 2028년 주문을 논의 중이다. 특히 북미
신규수주 비중이 40% 이상인 HD현대일렉트릭은 마진율 높은 초고압 변압기만 선별 수주해 큰 폭의 실적 개선이 전망되고, 구리 업체 (LS MnM) 지분을 100% 보유한 LS의 시가총액은 순자산의 40% 수준에 불과한 것으로 예상되며, 해저케이블 신 공장 (9,400억원)을 건설 중인 대한전선은 2028년 1.3조원 (2023년 매출 2.8조원 대비 45% 규모)의 신규 매출이 발생될 것으로 추정된다.
● 글로벌 전력기기 산업 초호황으로 2H23 부터 전력기기 Global Peer 대부분 주가 호조세
● 2H23 이후 한국 전력기기 3 인방 주가 더욱 호조. 특히, 2024 년 들어 3 사 주가 모두 폭등
● Peer 대비 펀드멘털: HD 현대일렉트릭 대폭 우위, LS ELECTRIC 상당 우위, 효성중공업 다소 우위
● Peer 대비 PER: HD 현대일렉트릭 소폭 할증, LS ELECTRIC 상당 할인, 효성중공업 대폭 할인
● 한국 Big 3, 성장성 중심 펀드멘털 우위. 강하고 지속적인 상승에도 펀드멘털 대비 밸류 Room 충분
● 기존 케이블 사업 성장성, 23-24 년 숨고르기 후 2025 년은 경기회복 효과로 대폭 강화 전망
● 베트남 도시화율 23 년말 40%. 25 년부턴 경기회복으로 도시화율 속도 가속화 전망. 2030 년 50% 목표
● 2024 년부터 베트남 희토류 산화물 트레이딩 사업 시작. 매장량 2 위, 강력한 정부 의지로 잠재력 막강
● 베트남 해상풍력 발전 최적 조건, 잠재력 막강. 베트남 해저케이블 공급 사업, 성장잠재력 무궁무진
전력기기 산업은 업황 Cycle이 보통 5-10년 주기로 진행되는데 몇 가지 지표를 기준으로 2000년 이후 업황 Cycle을 구분해 보면 다음과 같다. 1) 글로벌 전력공급망 투자액은 2016-2019년 지속 감소, 2020년 정체 후 2021년부터 증가세로 돌아섰다. 2) 북미지역 전력공급망 투자액은 2015-2018년 증가세가 미미하다가 2019년부터 매년 증가세가 조금씩 강화되고 있다. 3) 미국의 변압기 대외 수입액은 2021년까지 증가세가 미미하다가 2022년 부터 강하게 탄력이 붙기 시작했다. 4) 한국의 변압기 수출액은 ① 2004-2009년 6년간은 고도 성장기였고, ② 2010-2017년 8년간은 성장정체 또는 점진적인 역성장 기간, 즉 장기 침체기간이었고, ③ 2018-2021년 4년간은 극도의 침체기였으며 ④ 2022년부터는 성장성 이 확연하게 반등하며 긴 불황을 끝내고 호황 Cycle에 진입하는 모습을 보이고 있다.
2022년부터 시작된 글로벌 전력기기 시장 초호황은 아직은 초고압 송전 시장 중심이다. 배 전반, 중저압 변압기 등 중저압 배전 시장도 호황이긴 하나 초고압 배전 시장 대비로는 상 대적으로 소외 중인 상황이다.
전력기기 산업 업황의 턴어라운드 패턴이 초고압 송전 시장이 먼저 호황 Cycle에 진입하고 초고압 송전 시장 호황 Cycle 진입 후 3-4년 뒤 중저압 배전 시장이 호황 Cycle에 진입하 는 패턴인데 초고압 송전 시장이 초호황 Cycle에 접어든지도 2념 남짓 지났으니 앞으로 1-2년 뒤에는 중저압 배전 시장도 초호황 Cycle에 진입할 것으로 예상할 수 있다. 그리고, 최근에는 생성형 AI 시장의 폭발적인 성장으로 중저압 배전 시장의 초호황(쇼티지) 시기가 더 앞당겨질 수 있다는 전망들도 속속 나오고 있다. 중저압 배전 제품은 단위당 매출규모 는 초고압 배전 제품에 비해 훨씬 작지만 수요처가 워낙 방대하여 시장규모는 전체 전력기 기 시장의 80%로서 초고압 송전 시장보다 비중이 훨씬 크다는 점을 감안할 때 앞으로는 중저압 배전 제품에 강점을 가진 업체들도 예의주시할 필요가 있다.
아울러 초고압 송전 시장 초호황 Cycle도 예년보다 훨씬 강하고 길 것으로 예상되고 있다. 즉, 초고압 송전 시장 또한 초호황 Cycle에 접어든지 2년 남짓 지나고 있지만 앞으로도 최 소한 4-6년은 초호황(쇼티지)이 더 이어질 것으로 예상되고 있다. 전기차 시장이 고성장을 거듭하다가 충전소 부족 문제 등으로 잠시 주춤하고 있으나 결국 다시 성장성이 강화되며 전력수요를 촉발할 것이라는 점(궁극적으로 전세계 모든 차는 전기차로 전환), 생성형 AI 등 데이터 기반 IT 서비스 산업 고성장으로 IDC 관련 전력수요가 확대될 것이라는 점, 신 재생에너지 발전 비중도 지속적으로 확대될 것이라는 점 등으로 향후 전력수요가 지속적으 로 확대되며 새로 생산되는 대규모 전력을 송배전하기 위한 전력망, 전력기기, 전력기자재 수요도 폭발적으로 확대될 것으로 예상됨에도 아직 Global 전력기기 Peer 업체들의 대규모 증설은 이뤄지지 않고 있다는 점을 주목할 필요가 있다.
미국 변압기 시장, 장기간 지속적 성장 전망
미국 배전변압기 시장은 Mordor Intelligence에서는 2023년말 37.2억달러 규모에서 2028 년까지 연평균 3.8%씩 성장할 것으로 예상하고 있다. 북미 송전변압기 시장은 Global Market Insights에 따르면 2019년 33.71억달러에서 2020년 29.42억달러로 12.7% 역성장 후 2021년은 32.91억달러로 11.9%의 성장세로 돌아섰고 2022년에도 35.06억달로 6.5% 성장세를 유지했다. 그리고, Astute Analytica에서는 연평균 6.4%씩 성장하여 2030년에는 그 규모가 64.4억달러에 달할 것으로 전망하고 있다.
미국 변압기 수요, 80% 수입에 의존
미국은 변압기 시장의 교체/증설 수요에 따른 쇼티지 상황에도 불구하고 변압기 수요의 82% 를 수입에 의존하고 있는데(미국 상무부 _ U.S. DOC. Departmetn Of Commerce의 2020년 보고서) 이는 한국 등 동맹국들에게는 상당한 수출 기회를 제공하고 있다.
미국의 변압기 수입액은 2018년 이후 꾸준히 성장세를 유지하고 있으며 2022년 수입액은 전년대비 25.8% 증가한 20.4억달러를 기록했으며 수입 비중은 상위 3개국(멕시코, 중국, 캐나다)이 55%를 차지하고 있는데 상위 3개국의 전년대비 증가율은 멕시코 32.4%, 중국 22.8%, 캐나다 41.2%였다.
고압 변압기 중심 전력기기 산업 업황이 초호황 Cycle에 접어들었던 2022년 한국은 미국 의 변압기 수입액 10위국으로서 총수입액은 전년대비 39.1% 고성장한 5,300만달러였다. LS ELECTRIC, HD현대일렉트릭, 효성중공업 등 한국 전력기기 대형 3사의 수주 모두 2022년 가파른 성장을 시현한 점을 감안하면(2022년 수주 YoY는 3사 각각 106%, 60%,
46%) 미국의 2023년 한국으로부터의 변압기 수입액(한국의 대미 변압기 수출액)은 더욱 증가했을 것으로 추산한다.
미국의 변압기 수입액 상위 10개국 중 멕시코, 중국, 캐나다 등 상위 3개국 외 나머지 7개 국의 수입액 M/S는 모두 10% 미만이나 7개국의 2022년 수입액 YoY는 태국(-21.1%), 일본(-9.2%)은 역성장이었고 독일도 +5.7%로서 저성장이었으나 대만(+48.4%), 인도 (+42.5%), 이탈리아(+96.3%), 한국(+39.0%) 등은 고성장이었다. 한국의 경우 2022년 폭 발적 수주 성장성을 감안할 때 2023년은 성장성이 더욱 가속화되었을 것으로 추산한다.
결론, AI시대의 전력수요는 늘어날것이 뻔한 상황에서 어떻게 전력을 수요하던간에 변압기는 필요하다. 결국 수출물량이 늘어나는게 일시적인게 아니라 지속적일 가능성이 있다.