테슬라·AMD가 삼성 택한 이유… '수율 60%'가 운명 가른다

삼성전자가 미국 텍사스주 테일러 파운드리 공장을 필두로 반격의 서막을 올렸다. 테슬라의 차세대 인공지능(AI) 칩 'AI6'를 독점 생산하는 165억 달러(약 24조 2100억 원) 규모의 초대형 계약을 따내며 파운드리 사업의 체질 개선을 공식화했다.

19일(현지시각) 렛츠 데이터 사이언스와 Wccftech 보도를 종합하면, 삼성전자는 오는 24일 장비 반입식을 기점으로 테일러 공장의 2나노(2nm) 초미세 공정 가동을 본격화한다. TSMC가 독점하던 AI 반도체 생태계의 판도를 흔들 강력한 '앵커 고객'을 확보했다는 평가가 지배적이다.


이번 계약으로 삼성전자는 테슬라의 자율주행·로봇용 AI 칩 공급망의 핵심 파트너로 올라섰다. 핵심은 '2나노 공정'이다. 삼성전자는 오는 2027년 하반기 양산을 목표로 테슬라의 차세대 칩 'AI6'를 생산한다.

테슬라 전략은 정교하다. 현재 상용화 단계인 'AI5'는 삼성과 TSMC 양사에서 병행 생산하지만, 고성능이 요구되는 차세대 로드맵에서는 공정 기술력에 따라 생산처를 분리한다. 삼성전자는 'AI6'를, TSMC는 'AI6.5'를 각각 맡는다. 특히 'AI6'는 기존 'AI5' 대비 데이터 처리 속도를 두 배 높이고, LPDDR6 메모리 표준을 적용해 전력 효율을 극대화한다. 이는 엘론 머스크가 특정 파운드리에 의존하지 않고 공급망 리스크를 제로(Zero)화하려는 전략적 포석이다.

삼성전자의 전략은 단순 위탁 생산(Foundry)에 머물지 않는다. AMD와의 'HBM4' 협력이 이를 증명한다. 삼성전자는 AMD의 AI 가속기 'MI455X'에 탑재될 차세대 HBM4 공급을 위한 업무협약(MOU)을 맺었다.

이 행보는 시장의 허를 찌르는 '생태계 점령' 전략이다. 단순히 칩을 깎는 파운드리를 넘어, AI 인프라의 필수재인 고대역폭메모리(HBM)를 연결고리로 삼아 미국 내 AI 빅테크 기업들을 고객사로 묶어두겠다는 계산이다. 반도체 업계 관계자는 "삼성전자가 TSMC의 최대 약점인 '메모리 부재'를 파고들어, AI 인프라 공급망의 필수 파트너로 위상을 재정립했다"고 분석했다.


삼성전자 앞에 남은 과제는 자명하다. 기술적 완성도다. 업계는 2나노 공정의 수익성 분기점을 '수율 60%'로 본다. 60%를 넘겨야 TSMC와의 가격 및 수익성 경쟁에서 생존할 수 있다.

현재 삼성전자는 테일러 현장에 초미세 공정 전문 인력을 급파하고 장비 세팅에 사활을 걸었다. TSMC가 안정적인 4나노 공정을 앞세워 시장을 수성하고 있는 만큼, 삼성전자가 2나노 선단 공정에서 조기에 수율을 안정화하느냐가 이번 24조 원 계약의 최종 성패를 가를 전망이다. 테일러 공장은 단순한 생산 기지가 아닌, 삼성전자 파운드리 사업의 '생존 여부'를 결정짓는 핵심 전선이 됐다.

이제 시장의 시선은 2027년 양산 시점까지 삼성전자가 보여줄 공정 완성도에 쏠려 있다.

삼성전자 파운드리의 기술 리더십 회복 여부를 판단하려면 세 가지 지표를 집중 추적해야 한다. 첫째는 수율 조기 안정화다. 2나노 공정 수율이 60% 문턱을 얼마나 신속히 넘어서느냐가 분기 영업이익 개선의 직접적 분기점이 된다.

둘째는 미국 텍사스 테일러 공장 가동 로드맵이다. 장비 반입 이후 실제 웨이퍼 투입이 당초 계획대로 진행되는지가 생산 능력 현실화의 척도다.

셋째는 추가 고객사 확보다. 테슬라·AMD에 이어 미국 AI 기업들의 파운드리 물량을 얼마나 더 끌어오느냐가 TSMC와의 격차를 좁히는 핵심 변수다. 글로벌 파운드리 주도권은 결국 AI 칩을 누가 더 안정적으로 공급하느냐에 달려 있다.

글로벌 파운드리 시장은 이제 '누가 AI 칩을 더 많이 만드느냐'보다 '누가 더 안정적으로 AI 칩을 공급하느냐'의 싸움으로 변했다. 삼성전자가 이번 계약을 발판 삼아 TSMC의 독주를 저지하고 파운드리 재도약의 교두보를 마련할지 시장의 시선이 집중되고 있다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com