데이터센터 건설 급증으로 $10 trillion capex가 예상되며 전력망 용량이 위협받고, AI 인프라 확대에 전력 공급 병목이 핵심 제약으로 작용한다.
인공지능은 지난 몇 년간 반도체 산업을 시장의 가장 핫한 섹터 중 하나로 주도해왔다. 이제 물리적 현실이 반발하고 있다. AI 모델은 클라우드에 존재하지만, 이를 실행하는 서버들은 엄청난 양의 전력, 냉각 장비, 변압기, 변전소, 그리고 전력망 연결을 필요로 한다. 이러한 물리적 구성 요소들은 소프트웨어 속도로 제조되거나 허가될 수 없다.
이러한 괴리는 AI 붐의 가장 중요한 투자 테마 중 하나가 되고 있다. 칩 공급은 더 이상 산업 성장의 주요 제약 요소가 아니다. AI 성장의 다음 제약 요소는 Nvidia 칩이 아닐 수도 있다. 단순히 칩을 연결할 장소를 찾는 것일 수 있다.
Morgan Stanley는 미국 데이터 센터 IT 전력 수요가 2025년 9.19기가와트에서 2029년 78.57 GW로 증가할 것으로 추정하고 있으며, 이는 4년 내에 755% 증가하는 수준으로 지금부터 가속화되고 있다. 수요는 2026년에 17.96 GW로 거의 두 배가 될 것으로 예상되고, 2027년에 35.46 GW로 다시 거의 두 배가 되며, 2028년에 52.31 GW에 도달할 것으로 예상된다. 점점 더 고밀도화되는 AI 하드웨어가 이 문제를 심화시킨다.
그 투자은행의 9월 연구에 따르면 Nvidia Vera Rubin 랙은 약 234킬로와트의 전력을 필요로 할 수 있으며, 향후 Rubin Ultra 랙은 약 600 kW를 소비할 것으로 추정된다. 그 기업은 2026년부터 2028년까지 미국의 새로운 데이터 센터 전력 수요를 97 GW로 예측하고 있다.
칩 효율성을 개선하는 것이 반드시 문제를 해결하지는 못한다. 더 빠른 칩은 각 AI 토큰을 생성하는 데 드는 전력 비용을 낮추어, 훨씬 더 많은 토큰을 생성하는 것을 경제적으로 만든다. Morgan Stanley는 와트당 생성되는 토큰이 2025년에서 2028년 사이에 거의 6배 증가할 수 있다고 추정하지만, 총 전력 소비는 계속 증가하고 있다.
전력망의 수급 현황은 극히 심각하다. Morgan Stanley는 데이터 센터가 2026년부터 2028년까지 97 GW의 새로운 용량을 필요로 할 것으로 예상하는 반면, 건설 중인 데이터 센터는 21 GW에 불과하고 사용 가능한 전력망 용량은 19 GW에 불과하여 초기 부족분이 57 GW가 될 것으로 본다. 현장 천연가스 발전, 연료 전지, 원자력 관련 프로젝트 등의 대체 전원이 이 부족분을 줄일 수 있지만, 2028년까지 여전히 약 33 GW가 미충당될 것으로 예상된다.
이것이 미국에 정전이 불가피하다는 의미는 아니다. 오히려 초대규모 클라우드 기업들은 새로운 데이터 센터가 준비될 때마다 전력망이 전력을 공급해줄 것이라고 가정할 수 없게 되고 있다. 개발자들은 이미 더 작은 현장 가스 터빈으로 방향을 돌리고 있는데, 이들이 기존의 전력망 연결 발전보다 더 빠르게 배치될 수 있기 때문이다. Enverus Intelligence Research는 2030년까지 29.6 GW의 자체 가스 발전이 추가될 것으로 예상하며, 이 중 데이터 센터가 88%를 차지한다고 본다.
Nvidia는 AI 컴퓨팅의 중심에 남아 있지만, 희소성 가치는 전력을 공급할 수 있는 기업과 이를 전달하는 데 필요한 장비를 제공하는 기업들로 이동하고 있다. GE Vernova, Eaton, Vertiv Holdings과 같은 전력 장비 회사들과 Bloom Energy와 같은 대체 전원 공급자들이 이 지출 물결의 길목에 서 있다. Morgan Stanley는 인프라 및 에너지 제약이 AI 도입이 다른 산업으로 확산되더라도 AI를 지원하는 기업들의 관련성을 유지할 것이라고 주장한다.
AI의 가장 큰 문제는 충분한 GPU를 확보하는 것에서 충분한 메가와트를 확보하는 것으로 진화하고 있다. 예상되는 57 GW의 전력 부족분은 전력 인프라를 가장 명확한 파생적 AI 투자 테마 중 하나로 만든다. 똑똑한 투자자들은 여전히 칩 제조업체들을 주시해야 하지만, AI 붐의 다음 국면은 칩을 작동시키는 발전소, 변압기, 냉각 시스템, 그리고 전기 인프라를 구축하는 기업들에 더 큰 보상을 줄 수 있다.