슈퍼컴퓨터 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026년 – 2031년)

슈퍼컴퓨터 시장 규모 및 점유율 분석: 성장 동향 및 예측 (2026-2031)

1. 시장 개요 및 전망

슈퍼컴퓨터 시장은 2026년부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR) 11.18%를 기록하며 급격한 성장을 보일 것으로 전망됩니다. 2026년 124억 2천만 달러 규모에서 2031년에는 211억 1천만 달러에 이를 것으로 예상되며, 이는 엑사스케일 컴퓨팅의 발전, 인공지능(AI) 워크로드의 증가, 그리고 디지털 주권 프로그램에 대한 공공 부문의 투자 확대에 힘입은 결과입니다. 이러한 성장은 프로세서, 가속기, 액체 냉각 기술 전반에 걸쳐 치열한 경쟁을 촉발하고 있습니다. 동시에 반도체 공급망의 취약성과 에너지 비용 상승은 에너지 효율적인 아키텍처 및 고급 열 관리 솔루션 통합의 중요성을 부각시키고 있습니다. 정부의 수출 통제 정책은 시장을 더욱 세분화하여 국내 공급업체에 대한 수요를 증가시키고 있으며, 이는 주요 경제권에서 설계 경쟁을 심화시키고 있습니다.

지역별로는 아시아 태평양 지역이 12.55%의 CAGR로 가장 빠르게 성장할 것으로 예상되며, 북미 지역은 2025년 기준 41.08%의 매출 점유율로 가장 큰 시장을 형성하고 있습니다. 시장 집중도는 중간 수준으로 평가됩니다.

2. 시장 성장 동인

* 엑사스케일 컴퓨팅에 대한 공공 자금 지원 급증: 미국, 유럽, 중국, 일본 등 주요 국가들은 현재의 페타스케일 시스템을 10배 이상 능가하는 차세대 시스템 개발에 대규모 자금을 투자하고 있습니다. 이는 하드웨어, 소프트웨어, 전문 서비스를 번들로 제공하는 공급업체들에게 장기 계약을 보장하며, 대학 등 학술 기관의 수요도 증가시키고 있습니다.
* HPC 시스템 내 AI/ML 워크로드 확산: AI 추론 및 훈련 작업이 전통적인 HPC 센터에 통합되면서 고대역폭 메모리 및 이기종 컴퓨팅 서브시스템의 필요성이 커지고 있습니다. NVIDIA H100 및 AMD MI300X와 같은 가속기는 AI 레이어가 요구하는 최고 성능을 충족시키며 새로운 조달의 표준이 되고 있습니다. 금융 기관의 초저지연 리스크 분석, 생명 과학 기업의 신약 개발 파이프라인 등 다양한 분야에서 AI-HPC 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있습니다.
* 코로나19 이후 기후 및 생체의학 시뮬레이션 수요 증가: 극심한 기상 현상 예측 및 팬데믹 궤적 분석을 위한 연구는 더욱 긴 예측 기간을 요구하고 있습니다. 후가쿠(Fugaku)의 실시간 토네이도 모델은 예측 시간을 80분으로 단축하며 컴퓨팅 파워가 공공 안전 계획에 미치는 직접적인 영향을 보여주었습니다. 석유 및 가스 기업은 탄소 포집 시나리오 및 지진 데이터 평가에 엑사스케일 시스템을 활용하며, 생체의학 연구소는 팬데믹 시대의 자금 지원에 힘입어 개인 맞춤형 의학 발전을 위한 유전체 모델을 활용하고 있습니다.
* 클라우드 기반 ‘HPC-as-a-Service’ 가용성 확대: 퍼블릭 클라우드 제공업체들은 수백 페타플롭스급의 탄력적인 클러스터를 제공하여, 기존 온프레미스 소유 비용으로 인해 접근이 어려웠던 스타트업 및 중소 규모 연구소의 진입 장벽을 낮추고 있습니다. 자율주행 시뮬레이션 및 영화 렌더링과 같이 간헐적이지만 대규모 컴퓨팅 파워가 필요한 분야에서 초기 채택이 활발합니다.
* 오픈소스 HPC 소프트웨어 스택의 성숙: 오픈소스 소프트웨어 스택의 발전은 HPC 시스템의 접근성과 유연성을 높여 시장 성장에 기여하고 있습니다.
* 국가 디지털 주권 프로그램: 아시아 태평양 및 유럽 등 여러 국가에서 디지털 주권 확보를 위한 프로그램이 추진되면서, 국내 공급업체 및 기술에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

3. 시장 제약 요인

* 데이터센터 전력 및 냉각 비용 급증: 엑사스케일 시스템은 20-40MW에 달하는 전력을 소비하며, 이는 불과 5년 전 예산을 훨씬 초과하는 수준입니다. 공랭식 냉각의 한계로 인해 액체 및 침지 냉각 방식이 주류로 부상하고 있습니다. 시스템 수명 주기 동안 에너지 비용이 하드웨어 상각 비용을 초과하는 경우가 많아, 장기 전력 구매 계약의 중요성이 커지고 있습니다.
* 병렬 프로그래밍 기술 인력 부족: 병렬 프로그래밍 기술을 갖춘 전문가의 지속적인 부족은 특히 신흥 시장에서 시장 성장을 저해하는 요인으로 작용하고 있습니다.
* 첨단 노드 칩 공급망의 취약성: 고대역폭 메모리 및 최첨단 가속기를 생산하는 소수의 첨단 팹(fab)에 대한 의존도는 공급망을 취약하게 만듭니다. 패키징 라인의 병목 현상은 리드 타임을 12개월 이상으로 늘려 배포 일정을 지연시키고 부품 가격을 상승시킵니다. 수출 통제 조치는 특히 국가 안보 제한 대상 조직에 대한 공급을 더욱 어렵게 만듭니다.
* 공공 부문 조달 주기의 장기화: 정부 부문의 조달 과정이 길어지는 것은 신기술 도입 및 시장 확대를 지연시키는 요인입니다.

4. 세그먼트별 분석

* 구성 요소별:
* 가속기: 2025년 슈퍼컴퓨터 시장에서 14억 5천만 달러 규모를 차지했으며, 2031년까지 15.05%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. GPU 및 맞춤형 ASIC은 AI 추론과 전통적인 부동 소수점 시뮬레이션을 동시에 처리하며, 랙당 평균 발열량을 40kW에서 80kW로 증가시키고 있습니다.
* 프로세서: 2025년 슈퍼컴퓨터 시장 점유율의 38.67%를 차지했으나, 고객들이 가속기에 더 많은 예산을 할당함에 따라 단위 매출 성장은 둔화될 것으로 보입니다.
* 소프트웨어 및 서비스: 하드웨어 주기보다 긴 최적화 계약으로 인해 가장 높은 마진을 기록하는 부문입니다.
* 인터커넥트: 800Gbps 이더넷 및 400Gbps 인피니밴드(InfiniBand)가 차세대 토폴로지의 중추를 형성하며 노드 수 증가와 함께 매출이 성장하고 있습니다.
* 시스템 유형별:
* 클러스터 기반 아키텍처: 2025년 44억 4천만 달러 규모로 39.74%의 점유율을 유지하며, 표준화로 인해 조달이 용이합니다.
* 이기종 시스템: AI 및 시뮬레이션 워크로드 전반에 걸쳐 유연성을 제공하기 위해 CPU, GPU 및 특수 목적 가속기를 단일 스케줄러 아래 통합하며 15.56%의 CAGR로 성장하고 있습니다.
* 대규모 병렬 처리(MPP): 극단적인 노드 수를 요구하는 격자 양자색역학(lattice-QCD) 및 기상 모델에 필수적입니다.
* 배포 모드별:
* 클라우드 기반: 2025년 45억 9천만 달러 규모를 기록했으며, 19.98%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 유연한 종량제(pay-as-you-go) 가격 모델은 스타트업 및 중소 규모 연구소의 접근성을 높이고 있습니다.
* 온프레미스: 2025년 슈퍼컴퓨터 시장 점유율의 58.94%를 차지하며, 기존 시설 및 엄격한 데이터 주권 요구 사항에 따라 유지되고 있습니다. 금융 서비스 기업들 사이에서는 거래 모델은 로컬에 유지하고 알고리즘 훈련은 클라우드 샌드박스에서 수행하는 하이브리드 전략이 지배적입니다.
* 처리 규모별:
* 엑사스케일 설치: 2025년 20억 6천만 달러 규모를 기록했으며, 국립 연구소들이 시스템을 시험 단계에서 생산 단계로 전환함에 따라 26.18%의 CAGR로 가속화될 것입니다.
* 프리-엑사스케일 클러스터: 완전한 엑사스케일 시스템의 전력 및 공간 요구 사항을 감당하기 어려운 기관들을 위한 대안으로 자리 잡고 있습니다.
* 페타스케일 시스템: 2025년 62.88%의 점유율로 여전히 비용 효율적인 주류 시스템으로 남아 있습니다.
* 최종 사용자별:
* 헬스케어 및 생명 과학: 2025년 19억 6천만 달러를 지출하며 슈퍼컴퓨터 산업에서 가장 빠른 15.44%의 CAGR을 기록했습니다. 신약 개발 및 유전체학 연구에서 활용이 확대되고 있습니다.
* 정부 및 국방: 2025년 31.62%의 점유율로, 기밀 AI 및 첨단 재료 연구를 위한 핵심 구매자입니다.
* 제조, 유틸리티, 학술 및 금융 서비스: 디지털 트윈, 그리드 역학 시뮬레이션, 몬테카를로 리스크 분석 등 다양한 분야에서 HPC의 역할이 확대되고 있습니다.

5. 지역별 분석

* 북미: 2025년 매출의 41.08%를 차지하며 최대 시장으로, 미국은 엘 카피탄(El Capitan)의 동반 시스템인 디스커버리(Discovery)를 포함한 수십억 달러 규모의 엑사스케일 프로젝트에 지속적으로 자금을 지원하고 있습니다. 캐나다의 클라우드 기반 연구 보조금 채택은 대학 관련 스타트업의 접근성을 확대했습니다.
* 아시아 태평양: 12.55%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하는 지역으로, 중국의 국내 페타스케일 시스템 구축과 일본의 2030년까지 현재 성능의 5-10배를 목표로 하는 후가쿠 넥스트(Fugaku NEXT) 로드맵에 힘입어 성장하고 있습니다. 인도는 유전체학 및 기후 애플리케이션을 위한 디지털 공공 인프라 미션을 확장하고 있습니다.
* 유럽: EuroHPC 공동 사업(Joint Undertaking) 보조금을 통해 독일, 핀란드, 이탈리아 전역에 용량을 분산하며 꾸준한 성장을 유지하고 있습니다. 에너지 가격 변동성은 저탄소 수력 발전을 활용하여 상업 및 공공 연구 노드를 호스팅하는 북유럽 데이터센터 구축을 촉진하고 있습니다.
* 중동: 사우디아라비아의 HUMAIN과 같은 AI 팩토리에 자금을 지원하여 경제 다각화를 추진하고 있습니다.
* 남미: 브라질의 40억 달러 규모 이니셔티브는 TOP500 목록에서 지역 순위를 높이고 전 세계 학술 파트너와의 협력을 확대하고 있습니다.

6. 경쟁 환경

슈퍼컴퓨터 시장은 중간 정도의 통합을 보이고 있습니다. Hewlett Packard Enterprise(HPE)는 Cray의 유산을 활용하여 국립 연구소 계약을 주도하며, Slingshot 인터커넥트와 최적화된 소프트웨어 툴체인을 번들로 제공합니다. Dell Technologies와 Lenovo는 중급 클러스터의 총 소유 비용(TCO)을 중심으로 경쟁하며 시장 점유율을 확대하고 있습니다. NVIDIA의 GPU 로드맵은 많은 조달의 핵심이며, 2024년의 공급 부족은 구매자 의존도를 드러냈지만 CUDA 라이브러리를 통한 종속성을 강화했습니다. AMD의 EPYC 프로세서는 정수 성능 격차를 줄이고 있으며, ZT Systems 인수를 통해 AI 우선 데이터센터에 매력적인 수직 통합 랙을 제공합니다.

클라우드 서비스 제공업체들은 고성능 컴퓨팅(HPC) 자원을 온디맨드로 제공하며 시장에 새로운 역동성을 불어넣고 있습니다. 이들은 유연한 소비 모델과 방대한 인프라를 내세워 전통적인 온프레미스 구축 방식에 도전하고 있습니다.

7. 시장 전망

슈퍼컴퓨터 시장은 2023년 100억 달러를 넘어섰으며, 2028년에는 150억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 이는 2023년부터 2028년까지 연평균 성장률(CAGR) 8.5%에 해당합니다. 이러한 성장은 주로 AI 및 머신러닝 워크로드의 증가, 양자 컴퓨팅 연구의 발전, 그리고 국방 및 기후 모델링과 같은 전통적인 HPC 응용 분야의 지속적인 수요에 의해 주도될 것입니다.

* AI 및 머신러닝: AI 모델의 복잡성이 증가함에 따라, 훈련 및 추론을 위한 슈퍼컴퓨터의 필요성이 더욱 커지고 있습니다. 특히 대규모 언어 모델(LLM)과 생성형 AI의 발전은 막대한 컴퓨팅 자원을 요구하며 시장 성장의 핵심 동력이 될 것입니다.
* 양자 컴퓨팅: 양자 컴퓨팅 기술은 아직 초기 단계에 있지만, 슈퍼컴퓨터는 양자 시뮬레이션 및 양자 알고리즘 개발을 위한 필수적인 도구로 활용되고 있습니다. 양자 컴퓨팅의 발전은 슈퍼컴퓨터 시장에 새로운 수요를 창출할 잠재력을 가지고 있습니다.
* 클라우드 HPC: 클라우드 기반 HPC 서비스는 초기 투자 비용 부담을 줄이고 유연성을 제공하여 중소기업 및 스타트업의 접근성을 높이고 있습니다. 이는 시장의 저변을 확대하고 새로운 사용자층을 유입하는 데 기여할 것입니다.
* 지정학적 요인: 각국 정부는 기술 주권 확보와 국가 경쟁력 강화를 위해 슈퍼컴퓨터 개발 및 도입에 적극적으로 투자하고 있습니다. 이는 특히 국방, 에너지, 기후 변화 연구 분야에서 두드러지게 나타나고 있습니다.

이러한 요인들을 종합해 볼 때, 슈퍼컴퓨터 시장은 앞으로도 꾸준히 성장하며 다양한 산업 분야에 혁신을 가져올 것으로 기대됩니다.

본 보고서는 슈퍼컴퓨터 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 슈퍼컴퓨터는 다중 프로세서를 통해 표준 컴퓨터를 능가하는 처리 속도를 자랑하며, 이를 통해 방대한 양의 데이터를 신속하게 접근하고 처리할 수 있습니다.

시장 규모 및 성장 예측에 따르면, 전 세계 슈퍼컴퓨터 시장은 2026년부터 2031년까지 연평균 11.18%의 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 전망됩니다. 이러한 성장은 엑사스케일 컴퓨팅에 대한 공공 자금 지원과 인공지능(AI) 및 머신러닝(ML) 워크로드의 확산에 의해 주도될 것입니다. 특히 아시아 태평양 지역은 중국, 일본, 인도의 국가 프로그램에 힘입어 2031년까지 연평균 12.55%로 가장 빠른 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 클라우드 기반 HPC(HPC-as-a-Service)는 연평균 19.98%로 빠르게 성장하고 있으나, 보안 및 데이터 주권 요구사항으로 인해 온프레미스 클러스터의 중요성 또한 여전히 강조됩니다.

시장의 주요 성장 동력으로는 ‘엑사스케일 경쟁’을 위한 공공 자금 지원 급증, HPC 시스템에서의 AI/ML 워크로드 확산, 코로나19 이후 기후 및 생물의학 시뮬레이션 수요 증가, 클라우드 기반 HPC-as-a-Service의 가용성 증대, 오픈소스 HPC 소프트웨어 스택의 성숙도 향상, 그리고 국가 디지털 주권 프로그램 등이 있습니다. 특히 AI 및 머신러닝 작업이 새로운 워크로드를 지배함에 따라, GPU/ASIC와 같은 가속기가 범용 프로세서보다 높은 텐서 처리량을 제공하며 그 중요성이 더욱 커지고 있습니다.

반면, 시장의 성장을 제약하는 요인으로는 데이터센터의 전력 및 냉각 비용 증가, 병렬 프로그래밍 기술을 갖춘 인재 부족, 첨단 노드 칩 공급망의 취약성, 그리고 공공 부문의 긴 조달 주기 등이 지목됩니다. 특히 높은 전력 소비, 첨단 칩 부족, 병렬 프로그래밍 인재 부족은 엑사스케일 시스템의 즉각적인 확장을 제한하는 주요 과제로 작용합니다.

보고서는 시장을 다양한 기준으로 세분화하여 분석합니다. 구성 요소별(프로세서, 가속기, 메모리, 스토리지, 인터커넥트, 소프트웨어 및 서비스), 시스템 유형별(클러스터 기반, 대규모 병렬 처리(MPP), 가속/이종, 벡터), 배포 모드별(온프레미스, 클라우드 기반(HPC-aaS), 하이브리드), 처리 규모별(페타스케일, 프리-엑사스케일, 엑사스케일), 최종 사용자별(정부 및 국방, 학술 및 연구 기관, 금융 서비스, 헬스케어 및 생명 과학, 제조 및 산업, 에너지 및 유틸리티), 그리고 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 남미)로 시장을 상세히 분류하여 분석합니다.

경쟁 환경 분석에서는 시장 집중도, 주요 기업의 전략적 움직임, 시장 점유율 분석이 다루어지며, Hewlett Packard Enterprise, Lenovo, Dell Technologies, Fujitsu, Atos, IBM, NEC, Intel, AMD, NVIDIA 등 주요 21개 기업의 상세 프로필이 포함됩니다. 또한, 보고서는 시장 기회와 미래 전망, 특히 미개척 영역 및 충족되지 않은 요구 사항에 대한 평가를 제공하여 시장 참여자들에게 전략적 통찰력을 제시합니다.

1. 서론

• 1.1 연구 가정 및 시장 정의
• 1.2 연구 범위

2. 연구 방법론

3. 요약

4. 시장 환경

• 4.1 시장 개요
• 4.2 시장 동인
  • 4.2.1 엑사스케일 경쟁을 위한 공공 자금 지원 급증
  • 4.2.2 HPC 시스템에서 AI/ML 워크로드 확산
  • 4.2.3 코로나19 이후 기후 및 생체의학 시뮬레이션 수요
  • 4.2.4 클라우드 기반 “서비스형 HPC” 가용성 증가
  • 4.2.5 오픈소스 HPC 소프트웨어 스택의 성숙도
  • 4.2.6 국가 디지털 주권 프로그램 (수면 아래)
• 4.3 시장 제약
  • 4.3.1 데이터센터 전력 및 냉각 비용 급증
  • 4.3.2 병렬 프로그래밍 기술의 지속적인 인재 격차
  • 4.3.3 첨단 노드 칩 공급망 취약성
  • 4.3.4 장기적인 공공 부문 조달 주기 (틈새 시장)
• 4.4 산업 가치 / 공급망 분석
• 4.5 규제 환경
• 4.6 기술 전망
• 4.7 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
  • 4.7.1 공급업체의 교섭력
  • 4.7.2 소비자의 교섭력
  • 4.7.3 신규 진입자의 위협
  • 4.7.4 대체재의 위협
  • 4.7.5 경쟁 강도
  • 4.7.6 거시경제적 영향 평가

5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)

• 5.1 구성 요소별
  • 5.1.1 프로세서 (CPU)
  • 5.1.2 가속기 (GPU/ASIC)
  • 5.1.3 메모리
  • 5.1.4 스토리지
  • 5.1.5 인터커넥트
  • 5.1.6 소프트웨어 및 서비스
• 5.2 시스템 유형별
  • 5.2.1 클러스터 기반
  • 5.2.2 대규모 병렬 처리 (MPP)
  • 5.2.3 가속/이종
  • 5.2.4 벡터
• 5.3 배포 모드별
  • 5.3.1 온프레미스
  • 5.3.2 클라우드 기반 (HPC-aaS)
  • 5.3.3 하이브리드
• 5.4 처리 규모별
  • 5.4.1 페타스케일
  • 5.4.2 프리-엑사스케일
  • 5.4.3 엑사스케일
• 5.5 최종 사용자별
  • 5.5.1 정부 및 국방
  • 5.5.2 학술 및 연구 기관
  • 5.5.3 금융 서비스
  • 5.5.4 의료 및 생명 과학
  • 5.5.5 제조 및 산업
  • 5.5.6 에너지 및 유틸리티
• 5.6 지역별
  • 5.6.1 북미
  • 5.6.1.1 미국
  • 5.6.1.2 캐나다
  • 5.6.1.3 멕시코
  • 5.6.2 유럽
  • 5.6.2.1 독일
  • 5.6.2.2 영국
  • 5.6.2.3 프랑스
  • 5.6.2.4 러시아
  • 5.6.2.5 기타 유럽
  • 5.6.3 아시아 태평양
  • 5.6.3.1 중국
  • 5.6.3.2 일본
  • 5.6.3.3 인도
  • 5.6.3.4 대한민국
  • 5.6.3.5 호주
  • 5.6.3.6 기타 아시아 태평양
  • 5.6.4 중동 및 아프리카
  • 5.6.4.1 중동
  • 5.6.4.1.1 사우디아라비아
  • 5.6.4.1.2 아랍에미리트
  • 5.6.4.1.3 기타 중동
  • 5.6.4.2 아프리카
  • 5.6.4.2.1 남아프리카
  • 5.6.4.2.2 이집트
  • 5.6.4.2.3 기타 아프리카
  • 5.6.5 남미
  • 5.6.5.1 브라질
  • 5.6.5.2 아르헨티나
  • 5.6.5.3 기타 남미

6. 경쟁 환경

• 6.1 시장 집중도
• 6.2 전략적 움직임
• 6.3 시장 점유율 분석
• 6.4 기업 프로필 (글로벌 개요, 시장 개요, 핵심 부문, 재무 정보(사용 가능한 경우), 전략 정보, 주요 기업의 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)
  • 6.4.1 Hewlett Packard Enterprise Company
  • 6.4.2 Lenovo Group Limited
  • 6.4.3 Dell Technologies Inc.
  • 6.4.4 Fujitsu Limited
  • 6.4.5 Atos SE
  • 6.4.6 International Business Machines Corporation
  • 6.4.7 NEC Corporation
  • 6.4.8 Intel Corporation
  • 6.4.9 Advanced Micro Devices, Inc.
  • 6.4.10 NVIDIA Corporation
  • 6.4.11 Sugon Information Industry Co., Ltd.
  • 6.4.12 Inspur Group Co., Ltd.
  • 6.4.13 Super Micro Computer, Inc.
  • 6.4.14 Penguin Computing, Inc.
  • 6.4.15 Huawei Technologies Co., Ltd.
  • 6.4.16 DataDirect Networks, Inc.
  • 6.4.17 Mellanox Technologies Ltd. (NVIDIA)
  • 6.4.18 Arm Ltd.
  • 6.4.19 Cray Inc. (HPE brand)
  • 6.4.20 E4 Computer Engineering S.p.A.
  • 6.4.21 H3C Technologies Co., Ltd.

7. 시장 기회 및 미래 전망