6월 16일 리서치 분석 5 (ai)

미국을 위시한 주요국의 경제 안보 차원에서 ‘소버린 AI(자국 중심 인공지능)’ 구축을 위한 인프라 투자가 가속화되고 있습니다.

최근 미국 정부는 엔비디아의 GPU 수출 통제에 이어, 앤트로픽(Anthropic)의 최신 AI 모델인 '페이블5(Fable 5)'와 '미토스5(Mythos 5)'를 수출 통제 대상으로 전격 지정했습니다. 이는 미국이 AI 모델 자체를 국가 전략 자산으로 간주하고 있음을 의미하며, 결과적으로 전 세계 주요국들이 기술 종속을 벗어나 자체적인 소버린 AI 인프라를 확보하기 위한 투자를 확대하는 강력한 촉매제가 되고 있습니다.

이러한 AI 기술의 무기화 및 인프라 확장은 국방 분야의 AX(AI 전환, AI Transformation) 트렌드와 직결됩니다. AI가 실제 전쟁 수행 방식의 핵심 변수로 부상함에 따라, 국내 주요 기업들도 앞다투어 국방 AX 시장 선점 경쟁에 뛰어들고 있습니다. 구체적인 국내 기업 동향은 다음과 같습니다.

• 네이버클라우드: 전장 상황을 실시간으로 파악하고 분석할 수 있는 '옴니모달 AI' 개발에 착수하여 국방 시스템의 지능화를 이끌고 있습니다.
• SK텔레콤: 군사 보안 및 특수 목적에 맞춘 '군 전용 LLM(거대언어모델)' 개발에 속도를 내며 국방 소프트웨어 밸류체인 진입을 노리고 있습니다.
• 현대로템: AI가 탑재된 무인 로봇 개발을 적극 추진 중입니다. 특히 프랑스 파리에서 열린 세계 최대 규모의 방산 전시회 '유로사토리(Eurosatory) 2026'에 참가하여, **AI 기반의 무인 포탑형 대드론 다층방호체계(C-UAS)**와 수출형 K2 전차를 전격 공개하는 등 글로벌 첨단 국방 시장에서 K-방산의 기술력을 입증하고 있습니다.

결론적으로 글로벌 패권 경쟁이 소버린 AI라는 국가 주도 인프라 구축을 넘어 실제 군사력에 AI를 결합하는 국방 AX로 진화하고 있으며, 네이버, SKT와 같은 빅테크와 현대로템 등 방산 기업이 융합하여 새로운 안보 트렌드에 적극적으로 대응하고 있습니다.

 

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주요국들의 소버린 AI 인프라 구축을 위한 경쟁적인 투자는 글로벌 반도체 산업 전반과 국내 수출 기업에 **강력한 낙수효과(수혜)**를 미칠 것으로 전망됩니다.

구체적인 영향은 다음과 같습니다.

• 반도체 수요 자극 및 투자 사이클 가속화: 미국 정부가 엔비디아의 GPU뿐만 아니라 앤트로픽의 최신 AI 모델(페이블5, 미토스5)까지 수출 통제 대상으로 전격 지정하며 AI를 전략 자산화하고 있습니다. 이에 자극받은 주요국들이 자국의 경제 안보를 위해 자체 소버린 AI 구축에 막대한 자본을 투입하게 되면서, 이는 결국 핵심 인프라인 반도체 수요를 폭발적으로 자극하는 결과로 이어지고 있습니다.
• 반도체 지수 전고점 돌파: 하이퍼스케일러와 국가 단위의 대규모 자금 조달이 실제 인프라 투자로 직결될 것이라는 확신이 커지며, 최근 조정을 겪던 미국 필라델피아 반도체 지수가 이전 고점 수준을 다시 넘어서는 등 반도체 주식 전반에 강한 랠리를 촉발하고 있습니다.
• 한국 수출 기업의 직접적인 동반 수혜: 이러한 AI 투자 붐의 낙수효과는 국내 증시와 경제에도 직접적으로 작용 중입니다. 미국의 투자 지표를 대변하는 비국방자본재 수주액과 한국의 수출 사이클이 높은 상관관계를 띠며 강한 상승 흐름을 보여주고 있어, 반도체 중심의 한국 수출이 글로벌 AI 인프라 확장 투자의 직접적인 혜택을 크게 받고 있음을 시사합니다.

결론적으로 소버린 AI 트렌드는 지정학적 안보 경쟁을 넘어 반도체 초과 수요를 이끄는 구조적 성장의 축이 되고 있으며, 현재 하이퍼스케일러들의 막대한 자금 조달과 인프라 확장 추세는 반도체 업종에 있어 우려할 시점이 아니라 그 과실을 온전히 즐겨야 할 국면으로 평가받고 있습니다.

 

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AI 데이터센터는 막대한 전력을 24시간 소모할 뿐만 아니라 전압과 주파수의 안정성 등 고품질의 전력이 필수적으로 요구됩니다,. 이에 따라 기존 재생에너지의 간헐성과 가스발전의 연료비 부담을 극복하고, 무탄소로 24시간 안정적인 기저 전원을 공급할 수 있는 차세대 SMR(소형모듈원전)이 글로벌 빅테크 전력망의 핵심 대안으로 부상하고 있습니다,,.

관련된 글로벌 주요 SMR 기업의 동향과 국내 기업들과의 관계는 다음과 같습니다.

1. 글로벌 SMR 선도 기업 및 빅테크와의 협력 동향

미국의 주요 SMR 업체들은 저마다 다른 방식의 4세대(또는 3.5세대) 원자로 기술을 앞세워 글로벌 빅테크 기업들과 파트너십을 맺고 2030년대 상업 가동을 목표로 달리고 있습니다.

• 테라파워 (TerraPower): 빌 게이츠가 설립한 1세대 SMR 업체로, 소듐냉각고속로(SFR) 기반의 'Natrium(345MW)' 기술을 상용화하고 있습니다,. 미국 차세대 첨단 원자로 중 최초로 NRC(원자력규제위원회)의 상업용 건설 승인(2026년 3월)을 획득해 현재 와이오밍주에서 건설을 진행 중이며, 2031년 상업 가동이 목표입니다,,. 메타(Meta)와 8기의 원자로를 공급하기로 하는 등 빅테크 수요에 적극 대응하고 있습니다.
• 뉴스케일파워 (NuScale Power): 기존 대형 원전과 유사한 가압경수로(PWR) 기반 3.5세대 SMR을 개발 중이며, 미국 업체 중 유일하게 NRC의 설계 인증 및 표준설계승인을 모두 획득한 기업입니다. 독점적 파트너사인 ENTRA1을 통해 테네시 최대 유틸리티 업체인 TVA와 총 6GW 규모의 SMR 발전소 구축 계약을 맺었습니다,.
• 엑스에너지 (X-energy): 헬륨 가스를 활용하는 고온가스로(HTGR) 기반 원자로를 개발하고 있습니다. 빅테크 중 아마존(Amazon)이 강력한 재무적·전략적 투자자로 참여하고 있으며, 이를 바탕으로 워싱턴주에 최대 12기의 원자로(총 960MW)를 건설하는 협약을 체결했습니다,.
• 카이로스 파워 (Kairos Power): 용융염로(MSR) 방식을 개발 중이며, 구글(Google)과 장기 전력구매계약(PPA)을 체결해 2035년까지 500MW의 전력을 데이터센터에 공급하기로 했습니다,.
• 오클로 (Oklo): 소듐냉각고속로(SFR) 기반의 초소형 SMR을 개발 중이며, 메타(Meta)와 1.2GW 규모의 발전소 구축 계약을 맺었습니다,. 원자로 설계뿐만 아니라 핵연료 제조, 사용후핵연료 재활용, 전력 판매까지 수직계열화된 사업 모델을 추진하는 것이 큰 특징입니다,.

2. 한국 기업들과의 전략적 관계 및 진행 상황

글로벌 SMR 패권 경쟁에 발맞춰 국내 대기업들도 핵심 SMR 기업에 대규모 투자를 단행하며 사업 운영자로서의 도약을 준비하고 있습니다.

• SK그룹 (SK㈜, SK이노베이션): SK그룹은 테라파워의 핵심 전략적 투자자이자 2대 주주입니다,. 2022년 8월 총 2.5억 달러(약 3천억 원)를 공동 투자했습니다. SK이노베이션은 향후 테라파워의 'Natrium' 상업화 프로젝트에 O&M(유지·보수·운영) 파트너사로 참여해 실질적인 운영 경험을 확보할 계획입니다. 이를 통해 중장기적으로는 국내와 동남아시아 시장에서 직접 SMR 프로젝트를 개발하고 운영하는 사업자로서 역할을 확대해 완전한 에너지 기업으로 포지셔닝하려는 전략을 추진하고 있습니다,.
• 한국수력원자력 및 HD현대: 이들 기업 역시 테라파워의 지분을 일부 보유한 주요 투자자로 참여하고 있습니다,. 특히 한국수력원자력은 2023년 4월 SK, 테라파워와 함께 3자 간 'SMR 개발 및 사업화'를 위한 협력 계약을 맺으며 한미 간 원전 생태계 파트너십을 굳건히 하고 있습니다,.
• 국내 독자 SMR 기술 개발: 해외 투자와 별개로, 한국수력원자력은 가압경수로 기반의 'i-SMR(혁신형 소형모듈원자로)' 개념 설계를 진행 중이며, 한국원자력연구원(KAERI)은 'SMART' 모델로 표준 설계 인가를 받는 등 독자적인 차세대 SMR 기술 개발 국산화도 적극적으로 병행하고 있습니다.

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AI 데이터센터의 전력 공급을 위한 BTM(Behind The Meter, 자가발전) 및 SMR(소형모듈원전) 관련 국내 주요 수혜주 및 관련 기업은 SK이노베이션을 필두로 SK(주), HD현대, SK이터닉스 등을 꼽을 수 있습니다.

리서치 보고서에 나타난 각 기업별 구체적인 수혜 논리와 진행 상황은 다음과 같습니다.

1. SK이노베이션 & SK(주) (SMR 핵심 수혜 및 운영 사업자 도약)

• 투자 현황: SK그룹은 빌 게이츠가 설립한 SMR 선도 기업 '테라파워(TerraPower)'의 핵심 전략적 투자자이자 2대 주주입니다. 2022년 8월 SK(주)가 1억 달러, SK이노베이션이 1.5억 달러를 출자해 총 2.5억 달러를 공동 투자했습니다.
• 수혜 및 사업 계획: SK이노베이션은 전통 에너지(정유/화학) 중심에서 벗어나 차세대 에너지원으로 포트폴리오를 전환하고 있습니다. 향후 테라파워의 'Natrium' SMR 상업화 프로젝트에 O&M(유지·보수·운영) 파트너사로 참여해 실질적인 운영 경험을 확보할 계획입니다. 이를 바탕으로 중장기적으로는 국내와 동남아시아 시장에서 직접 SMR 프로젝트를 개발하고 운영하는 사업자로서 역할을 확대할 전략을 세우고 있습니다.

2. HD현대 & 한국수력원자력 (글로벌 SMR 연합 및 파트너십)

• 투자 현황: HD현대와 한국수력원자력 역시 테라파워의 지분을 일부 보유한 주요 투자자로 참여하고 있습니다.
• 수혜 및 사업 계획: 한국수력원자력(비상장)은 2023년 4월 SK, 테라파워와 함께 3자 간 'SMR 개발 및 사업화'를 위한 협력 계약을 맺었으며, 2026년 1월 SK이노베이션으로부터 테라파워 지분 일부를 양도받아 파트너십을 더욱 공고히 하고 있습니다.

3. SK이터닉스 & SK에코플랜트 (중단기 BTM 기저전원 '연료전지' 수혜)

• 수혜 논리: SMR은 상업화까지 시간이 소요(2030년대 가동 목표)되므로, 중단기적으로는 상용화 수준이 높은 SOFC(고체산화물 연료전지)가 BTM 발전의 핵심 기저전원 역할을 할 전망입니다.
• 사업 현황: SK이터닉스는 글로벌 연료전지 리더인 블룸에너지(Bloom Energy)의 SOFC를 기반으로 19.8MW 규모의 칠곡 에코파크를 운영 중이며, 현재 세계 최대 단일 사이트급인 충주·대소원 에코파크(80MW)를 건설 중입니다. SK에코플랜트 역시 화성 및 파주 프로젝트(총 28MW)를 운영하는 등 AI 데이터센터의 단기 전력 인프라 대안으로 주목받고 있습니다.

💡 요약 가장 직접적이고 파급력이 큰 SMR 수혜주를 꼽는다면 테라파워의 2대 주주이자 향후 SMR 직접 운영을 노리는 SK이노베이션과 **SK(주)**이며, 단기적으로 데이터센터 BTM 발전소 구축(연료전지)이 확대될 때 실적 성장이 가시화될 수 있는 기업은 SK이터닉스입니다.