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스페이스X가 우주·위성통신 기업에서 인공지능(AI) 컴퓨팅 기업으로 사업 영역을 넓히면서 전력과 냉각 인프라 확보가 새로운 핵심 과제로 떠오르고 있다. AI 모델의 학습과 추론에 필요한 GPU와 데이터센터가 빠르게 확대되면서 컴퓨팅 능력 자체보다 이를 뒷받침할 전력 공급망이 성장의 병목으로 부상한 상황이다. 스페이스X는 지상 데이터센터 확대와 함께 장기적으로 우주에 AI 컴퓨팅 인프라를 배치하는 구상까지 추진하고 있어, 전력 문제를 기존 데이터센터와는 다른 방식으로 해결하려는 전략이 주목되고 있다.

스페이스X의 AI 전략은 이미 상당한 규모의 자본 투자를 수반하고 있다. 미국 증권거래위원회(SEC)에 제출된 회사 자료에 따르면 스페이스X의 AI 부문은 2026년 1분기 8억1800만 달러의 매출을 기록했지만 영업손실은 24억6900만 달러에 달했다. 같은 기간 AI 부문 자본지출은 77억2300만 달러로 집계됐다. 2025년 한 해 AI 부문 자본지출도 127억2700만 달러에 이르렀다. 회사는 AI 컴퓨팅 인프라 확대를 위해 향후에도 상당한 자본을 투입할 계획이라고 공시했다.

이 같은 투자는 단순히 자체 AI 모델을 개발하기 위한 움직임으로만 보기 어렵다. 스페이스X는 AI 컴퓨팅 자원을 외부 고객에게 제공하는 사업모델을 확대하면서 데이터센터를 일종의 AI 인프라 플랫폼으로 전환하려는 전략을 추진하고 있다. 회사의 공시에서도 AI 부문을 애플리케이션과 컴퓨팅 인프라를 동시에 확대하는 사업으로 규정하고 있으며, 지상 데이터센터의 추가 확장과 함께 향후 궤도상 데이터센터를 구축하겠다는 계획을 명시하고 있다.

시장에서는 이 과정에서 스페이스X의 AI 컴퓨팅 능력이 2027년까지 10GW를 넘어설 가능성이 거론되고 있으며, 일부 분석에서는 장기적으로 15~20GW에 이르는 초대형 인프라 구축 시나리오도 제기되고 있다. 다만 현재 공개된 스페이스X와 SEC 자료에서 '2027년 20GW 구축' 또는 '실제 가동 15GW'가 확정된 공식 목표로 확인되는 것은 아니다. 따라서 20GW라는 수치는 회사가 공식적으로 확정한 생산능력이라기보다 시장에서 제시되는 확장 시나리오로 구분할 필요가 있다.

핵심은 전력이다. AI 데이터센터는 기존 인터넷 서비스용 데이터센터보다 GPU 집적도가 높고 전력밀도 역시 크게 증가한다. 엔비디아가 차세대 AI 데이터센터를 위해 1MW급 IT 랙을 지원하는 800V 직류 전력 아키텍처를 추진하는 것도 AI 컴퓨팅의 전력 요구량이 기존 데이터센터 구조를 넘어서는 상황과 맞물려 있다. 전력 공급과 냉각, 변전설비, 송전망 확보가 GPU 확보만큼 중요한 인프라 요소가 된 배경이다.

스페이스X는 이 문제를 지상에서만 해결하려는 접근에서 벗어나고 있다. 회사가 공개한 'AI Satellite' 구상에 따르면 AI 위성은 우주에서 태양광을 이용하고, 지상 데이터센터에서 필요한 냉각 설비 부담을 줄이는 구조를 목표로 한다. 스페이스X는 우주에서 생산된 AI 결과를 스타링크의 레이저 통신망을 통해 지상으로 전달하는 개념도 제시하고 있다. 회사는 텍사스 배스트롭에 대규모 AI 위성을 생산하기 위한 'Gigasat Factory'를 구축하고 있으며, 이 시설을 기반으로 2027년 말부터 수천 기 규모의 AI 위성 생산을 시작한다는 계획을 공개했다.

이는 스페이스X의 사업구조가 기존의 '로켓-위성-통신'에서 '발사체-위성-통신-AI 컴퓨팅'으로 연결되는 수직적 산업구조로 확대되고 있음을 보여주는 대목이다. 스타십의 대형 화물 운송 능력이 충분히 확보될 경우 지상에서 생산한 AI 위성을 대량으로 궤도에 투입하고, 스타링크 통신망을 통해 이들을 연결하는 구조가 가능하다는 구상이다. 스페이스X는 이를 지상 데이터센터의 전력·토지·냉각 문제를 우주 인프라로 분산시키는 장기 전략으로 제시하고 있다.

다만 지상 인프라 확대가 사라지는 것은 아니다. SEC 자료에서 스페이스X는 AI 부문이 상당한 자본을 필요로 하고 있으며 데이터센터 인프라와 에너지 조달 비용이 계속 증가할 수 있다고 명시했다. 또한 AI 사업이 장기간 투자 이후에도 충분한 수익성을 확보하지 못할 가능성을 위험요인으로 제시했다. 회사 스스로 AI 사업의 수익성과 투자수익률에 불확실성이 존재한다는 점을 인정하고 있는 셈이다.

전력 확보를 둘러싼 시장의 관심이 커지는 과정에서 다른 머스크 계열 AI 인프라 사업과 스페이스X의 사업을 구분할 필요성도 있다. 미국 미시시피주 사우스헤이븐에서 추진되는 41기 가스터빈, 약 1.2GW 규모의 전력설비는 스페이스X가 아니라 xAI의 콜로서스 데이터센터와 관련된 사업이다. 해당 사업은 대규모 AI 컴퓨팅 시설이 전력망에 의존하는 대신 자체 발전설비를 확보하려는 대표적 사례지만, 이를 스페이스X의 발전소 건설 계획으로 표현하는 것은 사실관계상 적절하지 않다.

스페이스X가 직면한 문제는 결국 AI 컴퓨팅의 경제성과 에너지 인프라의 경제성을 동시에 확보해야 한다는 데 있다. 회사는 이미 AI 인프라에 대규모 자본을 투입하고 있지만, 공시상 AI 부문은 아직 높은 투자비와 영업손실을 기록하고 있다. 회사 역시 AI 컴퓨팅 인프라 투자에서 지속적인 양의 수익성을 확보하기까지 여러 해가 필요할 수 있다고 설명하고 있다.

그럼에도 AI 시장에서 컴퓨팅 자원 부족이 지속될 경우 대규모 GPU와 전력 인프라를 동시에 확보한 기업의 경쟁력은 커질 가능성이 있다. 스페이스X는 발사체, 위성 제조, 스타링크 통신망, AI 컴퓨팅을 하나의 공급망으로 묶을 수 있다는 점에서 일반적인 데이터센터 사업자와 다른 경쟁구조를 갖고 있다. 특히 스타십이 대규모 재사용 발사체로 자리 잡을 경우 우주 기반 AI 인프라를 실제 상업 서비스로 연결할 수 있는 기반이 마련될 가능성이 있다.

스페이스X의 AI 전략에서 가장 큰 장애물은 GPU 자체보다 이를 구동할 전력과 냉각, 데이터센터, 송전망을 얼마나 빠르게 확보할 수 있느냐에 있다는 분석이 가능하다. 시장에서 거론되는 15~20GW 규모의 AI 인프라가 현실화될 경우 이는 단순한 데이터센터 증설을 넘어 전력산업과 AI산업의 경계를 흔드는 규모가 될 수 있다. 다만 현재 공개자료만으로 20GW의 구체적인 2027년 가동 목표를 확정된 사실로 판단하기에는 근거가 부족하다.

스페이스X가 제시하는 장기 해법은 지상 전력망에 대한 의존도를 낮추는 우주 기반 컴퓨팅이다. 태양광 발전과 우주 공간의 냉각 환경, 스타링크 레이저 통신망, 스타십의 대규모 운송능력을 결합한다는 구상이다. 이 전략이 실현될 경우 스페이스X는 단순한 우주기업이나 위성통신기업을 넘어 AI 연산을 위한 새로운 물리적 인프라를 구축하는 기업으로 사업영역을 확대할 가능성이 있다.

한편 우주에서 AI 연산을 수행하기 위해서는 발사비용, 위성 수명, 방사선 환경, 고성능 반도체의 열관리, 통신 지연, 궤도상 유지보수 등 새로운 기술적 과제를 해결해야 한다. 결국 스페이스X의 AI 사업은 '얼마나 많은 GPU를 확보하느냐'와 함께 '얼마나 안정적으로 전력을 공급하고 이를 수익으로 전환하느냐'가 핵심 변수가 될 전망이다. AI 산업의 성장 경쟁이 데이터센터 확보 경쟁을 넘어 전력과 우주 인프라 확보 경쟁으로 확장될 가능성에 대한 논쟁이 커지고 있다.