이 기사는 6월 9일 오후 4시50분 '해외 주식 투자의 도우미' GAM(Global Asset Management)에 출고된 프리미엄 기사입니다. GAM에서 회원 가입을 하면 9000여 해외 종목의 프리미엄 기사를 보실 수 있습니다.

[서울=뉴스핌] 김현영 기자 = 인공지능(AI) 반도체 시장의 판도를 바꿀 수 있는 기업이 월가의 집중 조명을 받고 있다. 미국 캘리포니아에 본사를 둔 칩 설계 스타트업 세레브라스 시스템스(종목코드: CBRS)는 지난 5월 14일 나스닥에 입성한 지 25일이 경과한 6월 8일, 기업공개(IPO) 주관사들의 의무 침묵 기간이 일제히 해제되면서 단 하루 만에 9개 주요 투자은행으로부터 긍정적인 커버리지를 받았다. 씨티그룹, UBS, 모간스탠리, 바클레이스, 미즈호, 웨드부시, 로젠블라트, TD코웬, 니덤 등이 동시에 매수에 준하는 투자의견을 제시한 것은 이례적인 일로, 이 스타트업을 향한 시장의 기대가 얼마나 높은지를 단적으로 보여준다.

◆ 칩 설계의 상식을 뒤집다...웨이퍼 스케일 엔진

세레브라스를 경쟁사들과 근본적으로 구분 짓는 것은 웨이퍼 스케일 엔진(Wafer-Scale Engine, WSE)이라는 독자적 기술이다. 엔비디아(NVDA)를 비롯한 기존 반도체 기업들이 수천 개의 소형 GPU를 고속 네트워크로 상호 연결하는 클러스터 방식을 채택하는 것과 달리, 세레브라스는 대형 접시 크기에 달하는 300밀리미터 실리콘 웨이퍼 전체를 단 하나의 거대한 칩으로 구현한다. 현재 생산 중인 3세대 WSE-3는 상용화된 칩 가운데 세계 최대 규모다.

이 설계의 핵심 강점은 메모리 구조에 있다. 일반적인 고성능 컴퓨팅 환경에서 CPU와 메모리는 별도의 부품으로 분리되어 있다. AI 연산에서 이 둘 사이를 오가는 데이터 호출은 매우 빈번하게 발생하는데, 그때마다 미세한 지연이 누적된다. 기존 GPU 클러스터 방식은 칩 간 데이터 이동에서 이 지연을 피할 수 없다.

WSE는 대규모 온다이(on-die) SRAM을 단일 실리콘 위에 직접 집적함으로써 이 병목 현상을 구조적으로 제거한다. 세레브라스의 메모리 연결 속도는 엔비디아의 차세대 베라(Vera) 칩에 쓰이는 것보다 약 1,000배 빠르다. 니덤의 분석에 따르면 WSE의 SRAM 용량과 메모리 대역폭은 여타 AI 프로세서보다 수배 높은 수준이다. 비유하자면, 6년 전 애플(AAPL)이 맥에서 인텔 칩을 버리고 연산 칩과 메모리를 사실상 하나로 붙인 자체 칩을 탑재하기 시작했을 때의 발상과 맥락이 닿아 있다. 단, 세레브라스는 그것을 데이터센터 규모로 구현했다.

결과적으로 세레브라스 시스템은 GPU 클러스터 방식에 비해 극도로 낮은 지연(ultra-low latency)으로 AI 모델을 구동할 수 있다. 회사 측에 따르면 WSE의 추론 속도는 기존 GPU 기반 솔루션보다 약 15~20배 빠르다. 웨이퍼 스케일 기술을 상업적으로 배포한 기업은 현재 세레브라스가 유일하다.

◆ 기술적 한계와 돌파구

다만 이 설계에는 단점도 존재한다. 칩 간 통신 속도가 빠르지 않아, 엔비디아가 구현하는 칩 간 고속 연결에 비해 훨씬 느리다. 이 때문에 세레브라스 서버는 지금까지 가장 고도화된 최첨단 AI 모델을 구동하는 데 한계가 있었다. 또한 접시 크기의 칩 설계 방식은 제조 과정에서 결함 관리에도 어려움이 따른다.

앞서 D.A. 데이비슨의 길 루리아 애널리스트는 "이 시스템은 일부 응용 분야에서 더 높은 속도를 낼 수 있지만, 현재의 AI 컴퓨팅 배포 방식에 비해 유연성이 떨어지며, 까다로운 대형 고객사에 대규모로 배포될 수 있을 만큼 충분한 수율로 생산되지 못하고 있다"고 지적한 바 있다.

그러나 앤드루 펠드먼 CEO에 따르면 세레브라스는 새 소프트웨어를 통해 이 한계를 극복했다. 회사는 향후 6~8주 안에 자사 서버에서 오픈AI의 최대·최첨단 모델을 구동하는 것을 공개할 예정이라고 밝혔다. 펠드먼은 "메모리 속도라는 핵심 강점은 그대로 유지했다. 여전히 경쟁사보다 15~18배 빠르다"고 강조했다.

◆ 추론의 시대, 세레브라스가 유리한 이유

AI 산업은 지금 큰 전환점을 지나고 있다. 초기에는 방대한 데이터로 모델을 학습(training)시키는 데 컴퓨팅 자원이 집중됐지만, 이제는 학습된 모델을 실제로 구동하는 추론(inference) 단계의 중요성이 급속히 커지고 있다. 실시간 AI 에이전트, 즉각적인 코딩 보조, 라이브 검색 등 응답 속도가 결과물의 품질을 좌우하는 워크로드가 폭증하면서, 단순한 처리 능력보다 지연 시간의 최소화가 경쟁의 핵심 축으로 부상했다.

웨드부시의 매트 브라이슨 애널리스트는 이 전환의 의미를 명확히 짚었다. 브라이슨은 "세레브라스는 컴퓨팅 사이클이 학습에서 추론으로 이동하는 변곡점에 공개 시장에 진입했다. 이 시장에서는 순수한 연산 성능이 아닌 속도가 결과물의 가치를 결정한다"고 말했다.

에이전트 기반(agentic) AI 시스템의 확산도 세레브라스에 유리한 환경을 조성한다. 바클레이스는 에이전트 채택이 확대될수록 빠른 추론을 요구하는 워크로드가 심화되며, 이것이 세레브라스의 강점과 정확히 맞아떨어진다고 강조했다.

시장 규모 추산치는 낙관적 전망을 뒷받침한다. 바클레이스는 고속 추론(fast inference) 총 유효 시장(TAM)이 2030년까지 3,000억 달러에 달할 것으로 예측했다. 미즈호는 더 공격적인 수치를 제시했다. 고속 추론 시장이 2030년까지 연평균 약 291% 성장해 약 5,500억 달러 규모로 팽창할 것이라는 전망이다. 더 넓은 AI 추론 TAM도 연평균 53% 성장이 예상된다.

◆ 화려한 증시 데뷔와 롤러코스터 주가

세레브라스의 기업공개는 어떤 기준으로 봐도 눈부신 성공이었다. 지난 5월 4일 공모 희망가 중간값을 120달러로 제시한 후, 일주일 뒤 155달러로 상향했고, 이틀 뒤 최종 공모가를 185달러로 확정했다. 주식은 5월 14일 350달러에 첫 거래를 시작해 386달러까지 치솟다가 311달러로 첫날 장을 마쳤다. 공모가 대비 159% 높은 수치다. 이번 공모를 통해 세레브라스는 총 55억 5,000만 달러를 조달했다.

펠드먼 CEO는 주가가 이토록 가파르게 오른 이유에 대해 제품 자체의 경쟁력을 꼽았다. 그는 "특별히 무슨 일이 있었던 게 아니다. 사람들이 이 회사가 독보적인 강점을 가진 매우 흥미로운 기업이라는 사실을 깨달은 것이다"라고 말했다.

그러나 상장 이후 주가는 그야말로 롤러코스터 행보를 이어갔다. 첫날의 흥분이 걷히자 다음 날 20% 급락했고, 이후 몇 차례 큰 폭의 반등이 있었지만 대체로 하락세를 지속해 6월 5일에는 196.73달러까지 내려왔다. 6월 8일 의무 침묵 기간 해제와 함께 9개 투자은행의 매수 의견이 쏟아지면서 주가는 다시 18% 급등해 237.83달러로 거래를 마쳤다. 상장 후 IPO 기준 최고 일일 상승폭이다.

세레브라스는 유통 물량 관리에서도 이례적인 방식을 택했다. 통상 내부자와 초기 투자자들은 상장 후 6개월간 보유 주식을 매도하지 않는 보호예수(락업) 조건을 따른다. 그러나 세레브라스는 상장 후 6개월에 걸쳐 11개의 조건을 기준으로 단계적으로 매도를 허용하기로 했다.

공모에서 팔린 주식은 전체 발행 주식의 약 15%에 불과하며, 6개월이 지나기 전 나머지 78%가 순차적으로 매도 가능 상태가 된다. 펠드먼 CEO는 "물량을 절벽에서 한꺼번에 쏟아내는 것보다 체계적이고 조절된 방식으로 시장에 공급하기를 원한다"고 설명했다.

▶②편에서 계속됨

kimhyun01@newspim.com