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인공지능(AI) 인프라 확장이 거듭되면서 데이터센터 건설과 컴퓨팅 설비를 뒷받침할 막대한 수익 창출이 새로운 과제로 떠올랐다. 베인앤드컴퍼니는 2031년 AI 인프라에 필요한 연간 투자액을 1조5000억달러로 전망하면서, 이를 지속하려면 AI 업계가 같은 해 약 6조달러의 연간 매출을 확보해야 한다고 분석했다.

현재 예상되는 AI 제품 매출만으로는 이 규모를 채우기 어렵다. 소비자용 AI 구독과 광고에서 발생할 매출은 2031년 연간 2000억~4000억달러로 예상됐고, 기업용 AI는 소프트웨어 개발과 영업·마케팅, 고객 서비스, 정보기술(IT) 등을 합쳐 1조~1조4000억달러 수준으로 전망됐다.

두 분야의 매출을 합쳐도 1조2000억~1조8000억달러에 그친다. 가장 높은 전망치인 1조8000억달러를 적용해도 6조달러와의 차이는 약 4조2000억달러에 달한다.

데이비드 크로퍼드 베인 글로벌 기술부문 회장은 "현재 논의는 직원 생산성에만 지나치게 집중돼 있다"며 "AI 인프라의 경제성을 확보하려면 생산성 향상에서 얻는 효과를 넘어 수조달러의 새로운 매출이 필요하다"고 말했다.

새로운 수익원으로는 기존 검색을 대체할 AI 챗봇 광고가 거론됐다. 베인은 챗봇이 기존 웹 검색의 상당 부분을 대신하고 광고가 결합될 경우 연간 1000억~2000억달러 이상의 추가 매출이 발생할 수 있다고 예상했다.

자율주행 자동차와 트럭, 드론 등 산업 자동화 영역에서도 약 4000억달러 규모의 사업 기회가 만들어질 것으로 전망됐다. 시뮬레이션과 디지털 트윈, 로봇 등을 포함하는 '피지컬 AI' 시장은 9000억달러 규모까지 성장할 수 있다는 분석도 나왔다. 이는 연구개발(R&D)과 제조 비용을 10% 줄일 수 있다는 가정을 바탕으로 한 추산이다.

이 밖에도 AI를 활용한 신약 개발, 정신건강 지원, 배터리·반도체용 신소재 개발 등 현재 존재하지 않는 새로운 제품과 서비스가 부족한 매출을 채워야 한다고 베인은 제시했다.

문제는 AI 인프라가 실제 수요보다 앞서 구축되고 있다는 점이다. 베인은 새로운 데이터센터와 컴퓨팅 설비를 짓는 비용뿐 아니라 기존 칩·메모리·네트워크 장비를 업그레이드하는 비용까지 포함해 2031년 AI 인프라 연간 지출이 1조5000억달러에 이를 것으로 내다봤다.

베인은 클라우드 업체들의 최근 추세를 근거로 자본지출이 업계 매출의 약 25%를 차지한다고 가정했다. 이에 따라 1조5000억달러를 연간 투자하려면 AI 시장에서 약 6조달러의 매출이 발생해야 한다는 계산이 나온다.

투자 규모 자체도 빠르게 커지고 있다. 마이크로소프트와 구글, 아마존, 메타, 오라클 등 5개 기업의 2026년 자본지출은 7800억달러에 이를 것으로 베인은 추정했다. 이는 3년 전과 비교하면 약 5배에 해당한다.

AI 연구기관 에포크AI 자료를 인용한 보고서에서는 가장 큰 AI 데이터센터의 규모와 비용이 약 12~16개월마다 두 배로 증가하는 것으로 나타났다. 베인은 이러한 인프라 확대를 지속 가능하게 감당하려면 연간 세계 국내총생산(GDP) 성장률에 약 1%를 추가해야 한다고 추산했다.

데이터센터를 늘리는 데 필요한 물리적 자원도 부담이다. 베인 모델에 따르면 2030년까지 약 150기가와트(GW)의 신규 용량을 확보하는 데 5조~6조5000억달러가 투입될 수 있다. 이는 전 세계 데이터센터 용량이 5년 만에 거의 세 배로 증가하는 규모다.

전력과 반도체, 숙련 노동력, 건설 허가 부족도 동시에 나타나고 있다. 베인은 지역 주민 등의 반대로 올해 1분기에만 최소 75개, 1300억달러 규모의 데이터센터 사업이 중단되거나 지연됐다고 밝혔다. 이는 2025년 한 해 동안 차질을 빚은 1560억달러 규모의 사업에 육박한다.

미국 내에서는 데이터센터 확대를 제한하려는 움직임까지 나타나고 있다. 뉴욕주는 지난 7월 미국 주정부 가운데 처음으로 초대형 데이터센터 건설을 일시 중단했으며, 다른 14개 주에서도 비슷한 법안이 발의됐다.오픈AI와 블랙스톤, 미국 노동조합들은 29일 주정부 차원의 데이터센터 건설 중단을 막기 위한 연합체를 결성했다.29일(현지시간) 미국 기술매체 더넥스트웹(TNW)은 베인앤드컴퍼니가 이날 공개한 '글로벌 기술 보고서'를 인용해 이 같은 내용을 보도했다.