테슬라의 차세대 인공지능(AI) 칩 ‘AI5’ 설계가 막바지 단계에 접어들면서 삼성전자의 파운드리(반도체 위탁생산) 실적 개선에 대한 기대감도 커지고 있다. 수년간 수조원대 적자를 기록하며 삼성전자의 ‘아픈 손가락’으로 꼽히는 파운드리 부문이 테슬라 대규모 물량을 발판 삼아 새로운 도약의 기회를 마련할 수 있을지 주목된다.
일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 18일(현지시간) 엑스(X·옛 트위터)에 “AI5 칩 설계가 거의 완료됐다”며 “AI6 칩 (설계)도 초기 단계에 돌입했다”고 밝혔다. 테슬라 ‘AI’ 시리즈 칩은 자율주행 차량과 휴머노이드 로봇, AI 모델 등에 투입되는 고성능 칩이다.
삼성전자는 현재 테슬라 차량에 탑재되는 ‘AI4’를 평택 공장에서 생산 중이며 ‘AI5’ ‘AI6’ 생산에도 참여할 예정이다. 머스크 CEO는 지난해 7월 삼성전자와 역대 최대 규모(약 23조원)의 AI6 파운드리 공급 계약을 체결했다. 당초 TSMC가 단독 생산할 예정이던 AI5 물량도 삼성전자가 일부 수주에 성공하면서 TSMC 독주 체제에 균열을 내기도 했다.
AI5 칩 설계 마무리는 삼성전자 파운드리 실적 개선의 신호탄이 될 것으로 보인다. 삼성전자는 올 연말 가동할 예정인 미국 텍사스주 테일러 공장에서 2·3나노(㎚·10억분의 1m)급 선단 공정으로 테슬라 칩을 생산할 것으로 알려졌다. AI5 일부 물량과 AI6이 테일러 공장의 주력 생산 품목이 될 전망이다. 머스크 CEO는 “내가 직접 생산 라인을 둘러보며 진행 속도를 높일 것”이라며 “(테일러 공장은) 내 집에서 멀지 않은 곳에 있다”고 강조하기도 했다.
칩 생산 규모에도 관심이 쏠린다. 머스크 CEO는 “단언컨대 세계 최고 생산량을 기록할 것”이라고 자신했다. 이어 “앞으로 AI7, AI8, AI9 등 칩이 이어질 예정”이라며 “9개월 설계 주기를 목표로 하고 있다”고 덧붙였다. 기존에 3년가량 소요됐던 개발·양산 주기를 AI5부터 대폭 단축하겠다는 얘기다. 삼성전자가 해당 물량까지 지속 확보할 경우 향후 수년간 파운드리 가동률을 안정적으로 끌어올릴 기반이 될 것으로 전망된다.
다만 글로벌 1위 TSMC의 공격적인 투자 공세는 삼성전자가 넘어야 할 산이다. TSMC는 올해 설비 투자액을 역대 최대 규모인 520억~560억 달러(약 77조~83조원)로 책정했다. 삼성전자의 올 파운드리 투자 규모는 TSMC의 20% 안팎에 그칠 것으로 예상된다.
점유율 격차도 커지고 있다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 삼성전자 글로벌 파운드리 시장 점유율은 2021년 3분기 17.1%에서 지난해 3분기 6.8%로 떨어졌다. 반면 같은 기간 TSMC는 53.1%에서 71.0%로 치솟았다.
파운드리 투자에 집중하는 상황에서 불거진 미국 정부의 메모리 반도체 투자 압박도 새로운 변수다. 하워드 러트닉 미국 상무장관은 최근 “메모리 반도체 기업에는 두 가지 선택지가 있다. 100% 관세를 내거나 미국에서 생산하는 것”이라며 사실상 삼성전자와 SK하이닉스를 겨눴다.
업계 관계자는 “메모리 분야로의 대미 투자 확대가 불가피해질 경우 단기적으로 파운드리 부문의 투자 여력이 제한될 가능성이 있다”며 “이번 테슬라 칩 생산을 통해 삼성전자의 안정적인 양산 능력과 선단 공정 기술력을 얼마나 입증할 수 있느냐가 관건”이라고 말했다.
양윤선 기자 sun@kmib.co.kr
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