엣지 AI 칩 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 예측 (2026년 – 2031년)

엣지 AI 칩 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 예측 (2026-2031)

# 시장 개요

엣지 AI 칩 시장은 2025년 36.7억 달러 규모에서 2026년 44.4억 달러로 성장하여 2031년에는 115.4억 달러에 이를 것으로 예상되며, 예측 기간(2026-2031년) 동안 연평균 성장률(CAGR) 21.05%를 기록할 것입니다. 이러한 성장은 추론 워크로드를 중앙 집중식 클라우드에서 엣지 기기로 전환하는 분산 지능형 아키텍처의 지속적인 수요에 기인합니다. 이는 지연 시간에 민감한 사용 사례와 엄격해지는 데이터 프라이버시 규제에 의해 촉진됩니다.

5nm 이하의 공정 노드 미세화, 전용 신경망 처리 장치(NPU) 추가, 소프트웨어 툴체인 개선은 추론당 에너지 소비를 낮춰 소비자, 기업, 산업 전반에 걸쳐 시장 기회를 확대하고 있습니다. 지역적으로는 특히 아시아 태평양 지역의 국내 반도체 주권 강화를 위한 정부 인센티브가 생산 능력 확대를 가속화했으며, 5G 보급은 데이터 소스에 더 가까이 컴퓨팅을 배치하는 경제적 타당성을 높였습니다. 이에 따라 경쟁 강도가 심화되어, 대기업들은 첨단 패키징 및 칩렛 설계를 통합하여 시장 점유율을 방어하고 있으며, 스타트업들은 새로운 워크로드를 포착하기 위해 도메인별 아키텍처를 도입하고 있습니다.

주요 시장 지표 (2026-2031 예측)
* 연구 기간: 2020년 – 2031년
* 시장 규모 (2026년): 44.4억 달러
* 시장 규모 (2031년): 115.4억 달러
* 성장률 (2026년 – 2031년): 연평균 21.05%
* 가장 빠르게 성장하는 시장: 중동 및 아프리카
* 가장 큰 시장: 아시아 태평양
* 시장 집중도: 중간
* 주요 기업: (Mordor Intelligence에 따르면 순서와 무관하게 주요 기업들이 존재함)

# 주요 보고서 요약

* 칩셋별: ASIC은 2025년 엣지 AI 칩 시장 매출의 37.45%를 차지하며 선두를 달렸고, 뉴로모픽 아키텍처는 2031년까지 연평균 48.3%의 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다.
* 기기 카테고리별: 소비자 가전은 2025년 엣지 AI 칩 시장 규모의 44.20%를 차지했으며, 기업/산업용 기기는 2031년까지 연평균 24.1% 성장할 것으로 전망됩니다.
* 최종 사용자 산업별: 스마트 도시 및 감시 시스템이 2025년 매출의 29.35%를 차지했으며, 자동차 및 운송 애플리케이션은 2026-2031년 동안 연평균 26.2% 성장할 것으로 예상됩니다.
* 공정 노드별: 14nm 이상이 2025년 39.20%의 점유율을 유지했으며, 5nm 이하는 2031년까지 연평균 55.4%의 성장률을 기록할 것으로 전망됩니다.
* 지역별: 아시아 태평양이 2025년 엣지 AI 칩 시장 점유율의 43.60%를 차지하며 지배적이었고, 중동 및 아프리카는 2026-2031년 동안 연평균 22.4%로 가장 빠르게 성장하는 지역입니다.

# 글로벌 엣지 AI 칩 시장 동향 및 통찰력

성장 동력 (Drivers)

1. IoT 센서 데이터 폭증으로 인한 엣지 처리 요구 증가:
2024년 IoT 엔드포인트는 290억 개를 넘어섰고, 연간 73제타바이트 이상의 데이터를 생성합니다. 이러한 대량의 데이터를 중앙 집중식 데이터 센터로 이동하는 것은 비용이 많이 들고 지연 시간에 취약하여, 기업들은 추론 기능을 로컬에 내장하게 되었습니다. 산업 현장에서는 데이터 소스에서 데이터를 필터링한 후 네트워크 트래픽이 최대 95% 감소했으며, 텍사스 인스트루먼트의 레이더 센서 플랫폼은 대역폭을 87% 줄이고 응답 시간을 76% 개선했습니다. 스마트 유틸리티 그리드 또한 클라우드 연결 없이 변압기 내부의 진동 신호를 분석하여 유지보수 명령을 트리거하는 등, 이러한 성능 향상은 예측 기간 동안 제조, 물류, 유틸리티 전반에 걸쳐 엣지 AI 칩 시장의 지속적인 확장을 뒷받침합니다.

2. 프라이버시 보호 및 저지연 추론으로 인한 배포 모델 변화:
GDPR 및 캘리포니아 CCPA와 같은 글로벌 규제는 개인 식별 정보(PII) 오용에 대한 벌금을 강화하여, 원시 데이터를 로컬에 유지하는 온디바이스 추론을 장려하고 있습니다. 애플의 M4 프로세서는 클라우드 대안보다 왕복 지연 시간을 83% 단축하면서 기기 내 데이터 보존을 보장했으며, 이는 소비자 기대치를 높였습니다. 병원, 산업 안전 시스템, 통신 사업자들도 유사한 프레임워크를 채택하여 보안 인클레이브 가속기에 대한 새로운 수요를 창출하고 규제 부문에서 엣지 AI 칩 시장의 입지를 강화하고 있습니다.

3. 5nm 이하 공정 노드 미세화로 인한 전력당 성능 경제성 변화:
TSMC의 3nm FinFET(N3) 플랫폼은 5nm 이전 세대 대비 로직 밀도를 70% 높이고 전력을 30% 절감했습니다. 삼성의 게이트-올-어라운드(GAA) 변형은 추가로 45%의 전력 절감을 달성했습니다. 이러한 개선은 웨어러블 기기의 배터리 수명을 연장하고, 팬리스 게이트웨이의 냉각 부하를 줄이며, 고정된 열 환경 내에서 더 큰 모델을 사용할 수 있게 합니다. 결과적으로 효율성 증가는 소매 선반 스캐너, 무인 항공기, 자율 검사 로봇 등으로의 배포를 확대하여 엣지 AI 칩 시장의 전체 주소 지정 가능한 기반을 넓히고 있습니다.

4. 5G 기반 분산 컴퓨팅 아키텍처의 새로운 패러다임 창출:
10ms 미만의 무선 인터페이스 지연 시간은 온디바이스 실리콘, 엣지 마이크로 데이터 센터, 지역 클라우드 간의 실시간 워크로드 할당을 가능하게 합니다. 미국, 일본, 독일의 통신 사업자들은 AI 가속에 최적화된 네트워크 슬라이스를 시범 운영하고 있으며, 컴퓨터 비전 작업이 계층 간에 원활하게 이동할 수 있도록 합니다. GCC 스마트 도시 프로젝트에 배포된 ZTE의 “네트워크 + 컴퓨팅 + AI” 스택은 동일한 처리량에서 38%의 지연 시간 단축을 보여주었습니다. 이러한 아키텍처는 사이트당 총 실리콘 소비량을 증가시켜 엣지 AI 칩 시장의 매출 잠재력을 증대시킵니다.

5. 배터리 구동 기기에서의 TinyML 확산:
TinyML의 확산은 소비자 가전 분야에서 초기 채택이 활발하며, 엣지 AI 칩 시장 성장의 주요 동력 중 하나로 작용합니다.

제약 요인 (Restraints)

1. 높은 설계 및 테이프아웃 비용으로 인한 진입 장벽:
5nm 이하 가속기 설계는 5억 달러를 초과할 수 있으며, 각 테이프아웃(tape-out) 반복에는 약 3천만 달러가 소요됩니다. 이러한 자본 집약성은 기존 기업에 유리하며, NXP가 Kinara를 3억 7백만 달러에 인수한 것과 같은 인수 주도형 통합을 촉진합니다. 소규모 혁신 기업들은 단일 통합 칩 출시보다는 IP 블록 라이선스를 선호하지만, 자금 조달 격차는 엣지 AI 칩 시장의 예상 CAGR을 저해합니다.

2. 파편화된 소프트웨어 스택으로 인한 개발자 채택 저해:
엣지 프레임워크는 공급업체별 툴체인부터 희소한 오픈소스 커널에 이르기까지 이질적이며, 개발자들이 여러 최적화 파이프라인을 유지해야 합니다. CUDA와 같은 표준의 부재는 모델이 종종 실리콘 타겟별로 수동으로 튜닝되어야 함을 의미하며, 스마트 팩토리 및 커넥티드 리테일 배포의 프로젝트 기간을 늘립니다. 따라서 광범위한 하드웨어 상호 운용성이 필요한 부문에서는 기업 조달이 둔화되어, 전반적인 기술적 열정에도 불구하고 엣지 AI 칩 시장의 단기적인 확장을 제한하고 있습니다.

3. 팬리스 엣지 폼팩터의 열 제한:
팬리스 엣지 기기의 열 관리 한계는 특히 더운 기후 지역에서 엣지 AI 칩의 성능과 배포에 영향을 미쳐 시장 성장을 저해하는 요인으로 작용합니다.

4. 첨단 AI 실리콘에 대한 수출 통제:
첨단 AI 실리콘에 대한 수출 통제는 중국, 러시아 등 특정 제한된 시장에 장기적인 영향을 미칠 수 있습니다.

# 세그먼트 분석

칩셋별: ASIC의 리더십과 뉴로모픽의 급부상

* ASIC (주문형 반도체): ASIC은 2025년 매출의 37.45%를 차지했으며, 구글의 엣지 TPU가 2W에서 4 TOPS를 달성하고, 여러 4K 비디오 스트림을 동시에 처리하는 카메라 중심 SoC가 이를 입증합니다. ASIC의 결정론적 데이터 경로는 지연 시간과 전력 소모를 최소화하여 감시 및 산업 안전 시나리오에 필수적입니다. 공급업체들은 양자화, 컴파일, 런타임 레이어를 통합하는 독점 소프트웨어 키트를 제공하여 생태계 종속을 유도하고 전환 비용을 높입니다. ASIC 로드맵은 NPU와 센서 허브를 결합한 멀티 다이 패키지로 확장되어 도메인 최적화된 실리콘을 통해 리더십을 더욱 공고히 하고 있습니다.

* 뉴로모픽 아키텍처: 뉴로모픽 아키텍처는 뇌에서 영감을 받은 이벤트 기반 설계로 메모리와 컴퓨팅을 함께 배치하여 2031년까지 연평균 48.3%의 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다. 인텔의 Loihi 2는스파이킹 뉴럴 네트워크(SNN)를 지원하며, 극도로 낮은 전력으로 복잡한 AI 작업을 수행할 수 있습니다. 이는 기존 컴퓨팅 방식의 에너지 병목 현상을 해결하고, 실시간 학습 및 적응형 시스템에 새로운 가능성을 제시합니다. 뉴로모픽 칩은 센서 데이터 처리, 패턴 인식, 로봇 공학 등 엣지 디바이스에서 요구되는 저전력, 고효율 컴퓨팅에 특히 유리합니다. 주요 공급업체들은 뉴로모픽 기술의 상업적 적용을 위해 소프트웨어 개발 키트(SDK)와 프레임워크를 제공하며 생태계 확장을 모색하고 있습니다.

엣지 AI 칩 시장 보고서 주요 내용 요약

본 보고서는 엣지 AI 칩 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공하며, 시장 정의, 연구 방법론, 시장 현황, 성장 예측 및 경쟁 환경을 다룹니다.

1. 시장 정의 및 범위
엣지 AI 칩은 하이퍼스케일 데이터 센터가 아닌 네트워크 엣지에서 AI 워크로드를 로컬로 실행하도록 설계되거나 재활용된 반도체 다이, ASIC, GPU, FPGA, NPU 및 신흥 뉴로모픽 코어를 포함합니다. 클라우드 훈련 시스템 전용 칩이나 온디바이스 AI 가속 기능이 없는 범용 마이크로컨트롤러는 연구 범위에서 제외됩니다.

2. 연구 방법론
본 보고서는 신뢰성 높은 데이터를 제공하기 위해 엄격한 연구 방법론을 채택했습니다. 칩 설계자, 스마트폰 OEM 소싱 관리자, AI 카메라 모듈 통합업체 등과의 1차 인터뷰를 통해 실제 평균 판매 가격(ASP), 웨이퍼 생산 능력 활용도, 스마트 비전, 자동차 ADAS, 산업용 IoT 장치에서의 채택률을 검증했습니다. 또한 세계 반도체 무역 통계(WSTS), 미국 국제 무역 위원회(USITC) 관세 코드, OECD ICT 지표, Questel 특허 동향 등 다양한 2차 자료를 활용했습니다. 시장 규모 산정 및 예측은 WSTS 출하량과 엣지 장치 침투율을 결합한 하향식(Top-down) 접근 방식과 공급업체 통합 및 채널 검증을 통한 상향식(Bottom-up) 접근 방식을 병행하여 2025년 기준선을 설정했습니다. 5년 예측은 파운드리 웨이퍼 생산량(≤7nm), TOPS/Watt 로드맵, 5G 스마트폰 설치 기반, 스마트 도시 카메라 설치, 자동차 L2+ ADAS 장착률 등의 변수를 고려한 다변량 회귀 분석을 사용합니다. 데이터는 다층 분산 검사를 통해 정확성을 확보하며, 주요 시장 변화 발생 시 중간 수정이 이루어집니다.

3. 시장 현황 및 동인
엣지 AI 칩 시장은 2025년 36.7억 달러에서 2031년 115.4억 달러로 성장할 것으로 예측됩니다. 주요 시장 동인은 다음과 같습니다.
* IoT 센서 데이터의 폭발적 증가
* 개인 정보 보호 및 저지연 추론에 대한 수요 증대
* 5nm 미만 공정 노드 축소를 통한 TOPS/W 성능 향상
* 5G 기반 분산 컴퓨팅 아키텍처의 확산
* 배터리 구동 장치 내 TinyML의 보급
* 재밍 방지 온디바이스 AI에 대한 국방 분야의 필요성

4. 시장 제약 요인
시장의 성장을 저해하는 주요 요인들은 다음과 같습니다.
* 높은 설계 및 테이프아웃 비용 (5nm 미만 설계 프로그램은 5억 달러 이상, 테이프아웃 비용은 스핀당 약 3천만 달러)
* 파편화된 소프트웨어 스택
* 팬리스 엣지 폼팩터의 열 제한
* 첨단 AI 실리콘에 대한 수출 통제

5. 시장 세분화 및 주요 통찰
* 칩셋별: 2025년 매출의 37.45%를 차지하는 ASIC이 현재 시장을 지배하고 있으며, 특정 엣지 워크로드에 대한 우수한 성능을 제공합니다. 뉴로모픽 아키텍처는 2031년까지 48.3%의 연평균 성장률(CAGR)을 기록하며 가장 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다.
* 장치 카테고리별: 소비자 장치와 기업/산업 장치로 나뉩니다.
* 최종 사용자 산업별: 제조 및 인더스트리 4.0, 자동차 및 운송, 스마트 도시 및 감시, 헬스케어 및 웨어러블, 소매 및 숙박업 등이 포함됩니다.
* 공정 노드별: ≥14nm, 7-10nm, ≤5nm로 구분됩니다.
* 지역별: 아시아 태평양 지역은 선도적인 제조 시설, 첨단 패키징 클러스터, 대규모 가전제품 수요를 바탕으로 2025년 전 세계 매출의 43.60%를 차지하며 시장에서 중추적인 역할을 합니다.

6. 경쟁 환경
NVIDIA, AMD, Intel, Qualcomm, Apple, Alphabet (Google TPU), Samsung, Arm 등 주요 글로벌 기업들이 시장에 참여하고 있으며, 이들의 전략적 움직임과 시장 점유율이 분석됩니다.

7. 시장 기회 및 미래 전망
5G의 저지연 및 네트워크 슬라이싱 기능은 장치, 엣지 노드, 클라우드 계층 전반에 걸쳐 워크로드 분산을 가능하게 하여 실리콘 수요를 촉진하고 예측 CAGR에 약 4.3%를 추가할 것으로 예상됩니다. 이는 시장의 중요한 기회로 작용할 것입니다.

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 IoT 센서 데이터 폭증

  • 4.2.2 개인 정보 보호 및 저지연 추론

  • 4.2.3 5nm 미만 공정 노드 축소로 TOPS/W 향상

  • 4.2.4 5G 기반 분산 컴퓨팅 아키텍처

  • 4.2.5 배터리 장치에서 TinyML 확산

  • 4.2.6 방해 방지 온디바이스 AI에 대한 국방 요구

• 4.3 시장 제약
  • 4.3.1 높은 설계 및 테이프아웃 비용

  • 4.3.2 파편화된 소프트웨어 스택

  • 4.3.3 팬리스 엣지 폼팩터의 열 한계

  • 4.3.4 첨단 AI 실리콘에 대한 수출 통제

• 4.4 가치 사슬 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

• 4.8 거시 경제 요인의 영향

5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)

• 5.1 칩셋별
  • 5.1.1 CPU

  • 5.1.2 GPU

  • 5.1.3 ASIC

  • 5.1.4 FPGA

  • 5.1.5 뉴로모픽

• 5.2 장치 카테고리별
  • 5.2.1 소비자 장치

  • 5.2.2 기업/산업용 장치

• 5.3 최종 사용자 산업별
  • 5.3.1 제조 및 인더스트리 4.0

  • 5.3.2 자동차 및 운송

  • 5.3.3 스마트 도시 및 감시

  • 5.3.4 헬스케어 및 웨어러블

  • 5.3.5 소매 및 숙박

• 5.4 공정 노드별
  • 5.4.1 ≥14 nm

  • 5.4.2 7-10 nm

  • 5.4.3 ≤5 nm

• 5.5 지역
  • 5.5.1 북미

  • 5.5.1.1 미국

  • 5.5.1.2 캐나다

  • 5.5.2 남미

  • 5.5.2.1 브라질

  • 5.5.2.2 아르헨티나

  • 5.5.2.3 남미 기타 지역

  • 5.5.3 유럽

  • 5.5.3.1 독일

  • 5.5.3.2 영국

  • 5.5.3.3 프랑스

  • 5.5.3.4 이탈리아

  • 5.5.3.5 러시아

  • 5.5.3.6 유럽 기타 지역

  • 5.5.4 아시아 태평양

  • 5.5.4.1 중국

  • 5.5.4.2 일본

  • 5.5.4.3 대한민국

  • 5.5.4.4 인도

  • 5.5.4.5 아세안

  • 5.5.4.6 아시아 태평양 기타 지역

  • 5.5.5 중동 및 아프리카

  • 5.5.5.1 중동

  • 5.5.5.1.1 GCC

  • 5.5.5.1.2 중동 기타 지역

  • 5.5.5.2 아프리카

  • 5.5.5.2.1 남아프리카 공화국

  • 5.5.5.2.2 아프리카 기타 지역

6. 경쟁 환경

• 6.1 시장 집중도

• 6.2 전략적 움직임

• 6.3 시장 점유율 분석

• 6.4 기업 프로필 (글로벌 수준 개요, 시장 수준 개요, 핵심 부문, 재무 정보(사용 가능한 경우), 전략 정보, 주요 기업의 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)
  • 6.4.1 엔비디아 코퍼레이션

  • 6.4.2 어드밴스드 마이크로 디바이시스 Inc. (AMD)

  • 6.4.3 인텔 코퍼레이션

  • 6.4.4 퀄컴 테크놀로지스 Inc.

  • 6.4.5 애플 Inc.

  • 6.4.6 알파벳 Inc. (구글 TPU)

  • 6.4.7 삼성전자 주식회사

  • 6.4.8 암 Ltd.

  • 6.4.9 래티스 반도체 코퍼레이션

  • 6.4.10 미식 Inc.

  • 6.4.11 NXP 반도체 N.V.

  • 6.4.12 르네사스 일렉트로닉스 코퍼레이션

  • 6.4.13 미디어텍 Inc.

  • 6.4.14 록칩 일렉트로닉스 Co. Ltd.

  • 6.4.15 엣지큐 Inc.

  • 6.4.16 그린웨이브스 테크놀로지스 SAS

  • 6.4.17 하일로 테크놀로지스 Ltd.

  • 6.4.18 신티안트 코퍼레이션

  • 6.4.19 그록 Inc.

  • 6.4.20 블레이즈 Inc.

  • 6.4.21 크네론 Inc.

  • 6.4.22 플렉스 로직스 테크놀로지스, Inc.

  • 6.4.23 그레이 매터 랩스

  • 6.4.24 신티안트 코퍼레이션

  • 6.4.25 엣지코틱스 Inc.

  • 6.4.26 텐스토렌트 Inc.

7. 시장 기회 및 미래 전망