테슬라 AI5 '양손 전략'… 삼성 2나노, 수율 논란 넘고 있나

삼성전자가 미국 텍사스 테일러 공장의 2나노미터(nm) 초미세공정을 앞세워 테슬라 차세대 인공지능(AI) 칩 생산에서 유력 파트너로 검토되며 일부 물량을 배정받을 가능성이 제기된다.

그동안 시장이 제기한 2나노 수율(결함 없는 합격품 비율) 불확실성을 완화하는 강력한 신호다. 이번 이벤트는 당장 극적인 수익을 확정하는 단계는 아니지만, 대만 TSMC에 완전히 밀리던 삼성전자 파운드리 사업부의 기술적 신뢰를 회복하고 주가의 하방 경직성을 다지는 중대한 분수령이 된다.

Wccftch가 7월 13일(현지시각) 보도한 내용을 보면 테슬라는 자율주행 칩 'AI5'의 대량 생산을 앞두고 삼성전자 2나노 공정을 유력 파트너로 채택한 것으로 전해진다. 테슬라가 초기 검증 단계에서 요구하는 성능과 수율 기준을 일정 수준 통과했을 가능성이 크다는 점에서 시장은 이를 기술 신뢰 회복의 신호로 해석한다.

일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)가 2026년 4월 개인 사회관계망서비스(SNS)에 공개한 시제품 설계 완료(테이프아웃) 일정을 보면 AI5 칩은 올해 3월 말 설계가 끝났다. 칩 중앙의 대형 연산 다이 주변에는 SK하이닉스의 차세대 저전력 D램(LPDDR) 모듈 12개를 배치했다.
테슬라가 발표한 세부 사양에 따르면 핵심 연산 성능은 약 2500 TOPS로 기존 HW4 칩보다 8배 향상됐다. 테슬라 공식 발표 기준으로 메모리 용량 역시 144GB로 9배 늘어나 복잡한 대규모 신경망 데이터를 지연 없이 처리할 수 있게 됐다.


테슬라의 이번 선택은 완전한 삼성의 승리라기보다, TSMC에 대한 의존도를 낮추려는 공급망 다변화 전략의 결과다. 테슬사는 AI5 칩 생산을 위해 삼성전자와 TSMC를 동시에 활용하는 복수 파운드리 체제를 구축한다. 글로벌 파운드리 시장 점유율 60%를 웃도는 TSMC에 맞서, 10%대 초반에 머무는 삼성전자가 틈새를 파고들어 협상 카드로 기능한 셈이다.

하지만 장밋빛 전망만 앞세우기는 이르다. 이번 이벤트는 수율 확보가 아니라 수율 개선 경로가 유효함을 시장이 인정한 단계에 가깝다. 삼성전자 파운드리 사업부는 연간 수조 원대 적자를 기록하며 실적 압박을 받는다.

2나노 웨이퍼 단가(ASP) 상승효과를 누리며 흑자 전환으로 가기 위해서는 미국 테일러 공장의 가동 지연 리스크를 해소하고 첨단 게이트올어라운드(GAA) 2세대 공정의 양산 수율곡선을 빠르게 끌어올려야 한다.
첨단 패키징 경쟁력에서 TSMC의 CoWoS 기술이 여전히 우위에 있다는 점도 삼성전자가 풀어야 할 과제다. TSMC가 기존 고객을 수성하기 위해 공격적인 가격 방어 전략을 펼칠 수 있다는 점과 테일러 공장의 초기 가동률 저하에 따른 설비투자(CAPEX) 부담도 주요 리스크로 꼽힌다.


이번 수주 소식은 수익 확정 이벤트가 아니라 기술 신뢰 회복 이벤트다. 이에 따라 투자자가 마주할 삼성전자 주가 흐름은 단기와 중장기로 명확히 나뉜다.

단기 관점(올해 말까지)에서 주가는 대규모 실적 개선보다 심리적 기대감을 먼저 반영한다. 2나노 공정의 첫 대형 고객사 확보라는 상징성 덕분에 파운드리 사업부의 적자 축소 기대가 커지고 외국인 투자자의 수급이 개선된다.

파운드리 경쟁력 회복 기대는 글로벌 자금이 삼성전자를 메모리 사이클 종목이 아닌 AI 인프라 종목으로 재분류하게 만드는 요인으로 작용한다. 주가 성격 측면에서도 가치평가 배수 확장(Multiple expansion)이 아닌 구조적 디스카운트(할인) 축소에 가깝다.

다만 아직은 본격적인 양산 전 단계이기에 가치평가(밸류에이션)의 즉각적인 실적 반영(EPS 리레이팅)은 제한적이며, 여전히 전통 D램(DRAM) 업황 사이클이 단기 주가 흐름을 자유우한다. 주가의 바닥을 확인하는 하방 경직성 확보에 무게가 실리는 이유다.


중장기 관점(2027년 전후)에서의 진짜 리레이팅 트리거는 실제 양산 성적표다. 테슬라가 예고한 대량 생산 시점인 내년 말이나 2027년까지 약속한 수율을 달성하고 안정적인 제품을 공급해야 시장의 평가가 바뀐다.

TSMC의 2나노(N2) 공정 양산 시점과 맞물리는 이 시기에 삼성전자가 수율 안정화를 입증한다면 시장은 삼성전자를 단순한 메모리 제조사가 아닌 AI 파운드리 플랫폼으로 재평가하며 구조적 디스카운트를 해소한다. 이 시점의 주가는 단순 기대감을 넘어 실제 주당순이익(EPS) 성장을 기반으로 움직인다.

테슬라의 AI5 칩 협력은 삼성전자 파운드리가 최악의 터널을 벗어나고 있음을 증명하는 강력한 지표다. 지금은 확신 구간이 아니라 확률 상승 구간이다. 투자자들은 추격 매수보다 추가 고객사 수주 소식이나 2나노 수율 관련 간접 시그널 등 이벤트 확인형 분할 매수 타이밍을 저울질하는 전략이 유효하다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com