[해외 기업 분석]-엔비디아: “4차 산업혁명의 주인공은 나야 나”

엔비디아라는 기업에 대해 알고 계신가요? 엔비디아는 저처럼 게임을 즐기는 게이머들에게는 Geforce 그래픽카드로 유명합니다. 최근에는 암호화폐 채굴열풍과 관련된 뉴스에서 자주 보였던 것 같아요.
그 이유는 암호화폐 채굴에 엔비디아의 그래픽카드가 주로 이용되기 때문인데요, 엔비디아는 사실 시가총액이 420조에 이를만큼 거대한 덩치를 자랑하는 기업입니다. 이 기업은 과연 어떤 제품을 판매하고 어떤 성장성이 있기 때문에 이렇게 가치가 높게 평가될 수 있었는지에 대해 알아보겠습니다.

1. 엔비디아는...

우선 엔비디아의 주요 전방산업은 1) 게임, 2) 데이터센터, 3) 상업 디자인 4) 전장으로 구성됩니다. GPU 시장에서 이 기업의 제품은 60% 이상의 점유율을 꾸준히 유지하고 있으며, GPU 분야의 압도적인 사업 독점에서 발생하는 다량의 현금을 이용하여 4차 산업혁명의 핵심인 인공지능, 데이터센터, 자율주행에 대한 연구개발을 아끼지 않고 있습니다. 또한, 글로벌 완성차 업체들과의 자율주행 파트너십을 확대하여 전장 부문의 매출액 비중을 높이는 등 주력 시장 밖에서도 다수의 추가 성장 동력을 확보해나가고 있습니다.

엔비디아는 코로나19 바이러스의 수혜를 가장 많이 받은 기업들 중에 하나입니다. 지난해 물리적 제약의 증가로 직장인은 재택 근무를, 학생들은 온라인 강의를, 그리고 사람들은 외로움을 해소하고 지루함을 달래기 위해 게임을 즐기기 시작했습니다. 실제로 PC 게임 플랫폼 Steam의 동시 접속자 수는 2020년 상반기 기준으로, 2019년 말 대비 27% 늘어났다고 합니다. 이러한 라이프스타일의 변화 속에서 엔비디아의 그래픽카드와 데이터센터용 제품군은 놀라운 성장세를 기록하며 엔비디아의 성장을 이끌었습니다.
많은 사람들은 포스트 코로나 사회에서 엔비디아의 성장에는 제동이 걸릴 것이라고 이야기합니다. 사람들이 바이러스의 공포에서 벗어나 일상으로 돌아가기 시작하면 언택트 환경에 적합한 사업 포트폴리오를 갖춘 엔비디아가 지속적인 성장을 이끌어내기 어려울 것이라고 생각하기 때문입니다.
그런데 이미 재택 근무의 편리성/효울성을 체험했고, 스트리밍 서비스를 통해 영화와 드라마를 정주행 중이며 번호표를 뽑고 기다리지 않아도 금융 업무를 볼 수 있는 것과 주차할 공간을 찾고 무거운 짐을 옮기는 노력을 들이지 않고도 장을 보는 것의 편리함을 알아버린 우리가 코로나19 이전으로 완전히 돌아갈 수 있을지 저는 의문입니다. 한 경영자의 말을 빌리자면, 코로나 바이러스는 10년은 걸렸을 데이터 시대로의 이행을 1년만에 실현시킨 것처럼 느껴집니다.

2. 엔비디아의 성장 동력-데이터 센터

제가 생각한 엔비디아의 첫번째 성장동력은 데이터 센터 분야입니다. 지금 우리에게 일어나고 있는 삶의 변화들(스트리밍 서비스, SNS 활동, 온라인 쇼핑 등)은 데이터 축적 속도를 가속화하고 있으며 이렇게 축적된 데이터는 인공지능을 현실화 시켜줄 머신러닝/딥러닝의 훌륭한 양분이 되고 있습니다. 실제로 대형 클라우드 업체들은 포스트 코로나 시대를 대비하고 있는 2021년에도 데이터센터 증설과 함께 인공지능 연구와 관련된 예산을 증액하며 미래를 준비하고 있습니다

이렇듯 데이터센터 모멘텀이 확대되는 국면에서 엔비디아를 비롯한 프로세서 기업들(인텔, AMD)의 투자 매력은 상승하는데요, 이들의 실적이 데이터센터 증설과 궤를 같이하기 때문입니다. (삼성전자의 실적 그래프가 대형 클라우드 업체들의 서버 메모리 교체 시기와 유사한 것을 생각하시면 더욱 쉽게 이해하실 수 있습니다.)

현재 엔비디아는 네트워크 솔루션 기업인 Mellanox Technologies를 인수하며 데이터센터 위주로 사업 포트폴리오를 재편하고 있습니다. 그래프를 통해 매출액에서 데이터센터의 비중이 두번째로 큰 것을 볼 수 있습니다.

2. 엔비디아의 성장동력-인공지능

제가 생각한 엔비디아의 두번째 성장동력은 인공지능 분야입니다. 인공지능의 성능을 높이기 위해서는 인간이 판단을 내리기 위해 읽고 만지고 보고 듣는 경험을 쌓아야 하는 것처럼 인공신경망을 이용하여 데이터를 학습시키는 과정(AI training)을 거쳐야 합니다. 그리고 이 과정에서 가능한 한 많은 데이터를 처리할수록 인공지능의 성능이 높아지게 됩니다. 따라서 CPU의 빠른 순차 데이터 연산 능력보다 느려도 한 번에 다량의 데이터를 연산하는 GPU의 특성을 이용하여 전테 데이터 처리 소요 시간을 절감하는게 중요한데요,
쉽게 이야기하자면, CPU를 활용한 인공신경망은 IQ 160의 수재 4명에서 10명 정도가 10만장을 학습한다면 GPU를 이용한 인공신경망은 IQ 80의 수 천명이 10만장을 동시에 학습하는 것이라고 보면 됩니다. 수 명의 수재가 적은 양의 정보처리에는 더 강점이 있을 수 있겠지만 처리해야 할 데이터의 양이 사진 10억장 정도 크기가 된다면 수 명의 수재는 과부하가 걸리는 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 GPU를 활용하는 것이 더욱 안정적이고 효율적인 인공신경망을 구성하는 방법입니다.
인공지능 훈련에 엔비디아는 GPU를 활용하는 방법을 가장 먼저 제시한 기업입니다. 엔비디아는 범용 GPU(General Purpose GPU)라는 개념을 제시하며 GPU 가속기 시장을 개척했습니다. GPGPU란 게이머들을 위해서만 사용되던 GPU를 그래픽 외의 연산 처리 목적으로 이용하는 것을 의미합니다. 인공지능을 각자의 목적에 맞게 훈련하고 활용하기 위해 기업과 연구기관은 슈퍼 컴퓨터를 활용합니다. 구글과 IBM, 미국과 중국이 최근 고성능 슈퍼컴퓨터 개발에 열을 올리고 있는 이유가 바로 더 똑똑한 인공지능을 만들어내기 위함입니다.

Top 500 슈퍼컴퓨터의 GPGPU에서 엔비디아의 제품이 차지하는 비중은 2019년 기준 94%에 이릅니다. 자사 제품의 성능이 우수하기도 하였지만, 94%의 압도적인 점유율을 달성하는 과정에서 큰 역할을 한 것은 자사의 소프트웨어입니다. 아직 경쟁기업들이 GPGPU의 개념에 익숙하지 않던 때, 엔비디아는 개발자들에게 CUDA 플랫폼을 제공하여 프로그램들이 모두 CUDA 플랫폼을 기반으로 제작되도록 하였습니다. 이 CUDA 플랫폼은 오직 엔비디아 제품에서만 이용이 가능하기 때문에 기업과 연구기관은 경쟁기업인 AMD의 제품으로 대체하기에 어려움을 겪는다고 합니다. AMD의 제품을 사용할 경우 프로그램을 모두 새로 구성해야 하기 때문입니다.
또한, 이런 Lock-in 효과를 지속적으로 강화하기 위해 스탠포드 대학교를 비롯한 많은 대학과 협력하여 CUDA에 대한 강의와 세미나를 지원하고 있다고 합니다. 개인적으로, 엔비디아의 전략을 보면 애플이 떠오릅니다. 애플의 제품에서만 작동되는 앱스토어, 애플tv, 파이널컷 프로같은 소프트웨어가 사용자들이 애플의 생태계에서 서식할 수밖에 없도록 Lock-in하는 모습이 연상되네요⌚️🖥💻

인공지능을 활용하기 위한 훈련이 어느 정도 궤도에 오른 뒤, 기업들은 인공지능을 활용한 추론(자연어 처리, 대화형 인공지능, 검색엔진 강화, 알고리즘 개선 등) 영역에 대한 투자를 집중하고 있는데요, 인공지능을 개발하는 목적이 그것을 활용하는 추론 분야에 있기 때문에 관련 기업들로서는 훈련보다 추론이 더욱 거대한 시장입니다.

그래프를 통해 알 수 있듯이 AI 신경망 구축에 필요한 반도체의 매출액 추이는 인공지능 훈련이 주를 이루던 ~2020년보다 추론이 중심이 될 그 이후에 더욱 가파른 상승곡선을 그리고 있습니다. 이렇게 변화하는 상황 속에서도 엔비디아는 동사 플랫폼의 효율성(비용절감)을 무기로 성장을 이어나갈 수 있을 것으로 예상됩니다.

다음 표를 통해 엔비디아의 제품이 가장 효율적인 분야는 AI 훈련이 아닌 AI 추론임을 확인하실 수 있습니다.

구글과 인텔 등의 쟁쟁한 경쟁자들 사이에서도 엔비디아의 플랫폼은 가장 높은 성능을 달성하였습니다. 다음과 같은 자료들을 바탕으로 판단하였을 때, 엔비디아의 데이터센터&인공지능 분야 성장성은 뛰어날 것으로 예상됩니다.

2. 엔비디아의 성장동력-자율주행

제가 생각한 엔비디아의 마지막 성장동력은 자율주행 분야입니다. 자율주행 기술의 고도화와 함께 전장 시장에서 엔비디아와 인텔 같은 프로세서 기업들의 영향력이 확대되고 있기 때문입니다. ADAS(첨단 운전자 지원 시스템) 기능이 차량에 보급되기 시작하며 고성능 프로세서가 요구되기 시작한 상황에서 엔비디아의 자율주행 플랫폼은 4개의 칩이 수행하던 업무를 단독적으로 수행할 수 있기 때문에 비용 경쟁능력이 높습니다.
또, 현재 완성차 업체들에게 유일한 자율주행 솔루션 선택지는 엔비디아입니다. 테슬라와 구글의 웨이모가 자율주행 솔루션을 개발하고 있지만 양 사 모두 자사의 솔루션을 상용화할 계획과 여력이 없는 것으로 알려져 있기 때문입니다. 2021년 생산에 들어가는 인텔의 자율주행 컴퓨터 시장에 보급되기 전까지는 엔비디아가 유일한 공급자인 상황에서 엔비디아의 자율주행 솔루션이 테슬라를 능가하는 성능을 테스트에서 증명하였기 때문에 완성차 업체들의 동사를 향한 러브콜이 쏟아지고 있습니니다.

일례로, 엔비디아는 볼보, 도요타, 다임러(벤츠의 모회사) 외에 275개의 기업과 파트너십 계약을 체결하고 자율주행 차량의 성능을 개선하기 위한 작업에 착수하고 있습니다. 이러한 노력의 결과로 현재 6%에 불과한 전장 부문의 매출 비중이 자율주행차가 상용화되는 시점인 2025년 무렵에는 동사의 성장을 견인할 것으로 기대하고 있습니다.

엔비디아는 자사가 접근할 수 있는 자율주행 시장의 규모가 2025년에는 300억 달러에 달할 것으로 전망하는데, 이는 2019년의 동부문 매출액의 43배에 달합니다.

3. 엔비디아의 리스크\결론

엔비디아의 리스크는 크게 두 가지가 있습니다. 첫 째는, 지난 해 반도체 기업 역사상 가장 큰 규모인 42조를 지불하고 인수한 ARM의 인수 불발 가능성입니다. 미국 기업인 엔비디아가 ARM을 인수할 경우, 미국의 반도체 패권은 더욱 강해질 것이 자명하기 때문에 중국 이 거부권을 행사할 가능성이 있고, 자국의 첨단 기술 기업이 타국에게 넘어가는 것이 탐탁치 않은 영국 역시 거부권을 행사할 수가 있습니다.
두번째는 경쟁기업인 AMD의 맹렬한 추격입니다. AMD는 AI반도체 시장 1위인 자일링스의 M&A를 마무리하며 엔비디아의 파이를 빼앗기 위해 추격 중에 있습니다. AMD의 등장으로 인해 엔비디아는 치킨 게임을 통해 AMD와 생존게임을 벌일 수도 있기 때문에 얼마간 높은 수익성을 누리지 못할 수도 있겠습니다. 하지만 그럼에도 불확실성에 대응하기 위해 사업 포트폴리오를 다각화하며 추가 상장 동력을 마련하는 엔비디아의 전략은 높은 Valuation에도 여전히 매력적입니다. 또, 몇 일 전 발표한 액면분할 소식은 동사의 주식에 유동성을 공급하여 단기적으로 주가 상승이 이뤄질 가능성이 매우 높다고 생각합니다. 최근 애플, 카카오, 테슬라가 액면분할 이후 몇 일 간 수 %의 주가 상승을 이어간 경험이 있기 때문에요.

이 분야의 지식이 미흡하기 때문에 제가 기록해둔 정보가 틀릴 수 있습니다. 참고한 자료들의 링크를 걸어둘테니 필요하신 분들은 확인해주시면 되겠습니다.
긴 글 읽어주셔서 감사합니다😃