삼성전자, 테슬라 24조 AI칩 이어 도조 슈퍼컴 칩도 수주

삼성전자가 테슬라의 3세대 도조(Dojo) 슈퍼컴퓨터 칩 제조를 수주하며 미국 첨단 파운드리(반도체 수탁생산) 시장에서 위상을 높이고 있다. 테슬라는 도조3 칩 제조를 삼성전자에, 패키징 공정을 인텔에 맡기는 방안을 추진 중이다. 삼성전자는 오는 3월 미국 텍사스주 테일러 공장에서 극자외선(EUV) 노광 장비 시험 가동을 시작해 올해 하반기 본격 양산 체제를 갖춘다.


테슬라는 자율주행 기술 개발을 위한 인공지능(AI) 학습용 슈퍼컴퓨터 도조의 3세대 칩 공급망을 전면 재편한다. 테슬라는 도조 1세대와 2세대에서 대만 TSMC에 칩 제조 전체를 맡겼다. 하지만 도조3부터는 삼성전자가 칩 제조를, 인텔이 특수 패키징을 담당하는 구조로 변경할 예정이다. 보도에 따르면 테슬라는 소량 주문 특성상 TSMC의 적극적인 프런트엔드와 백엔드 지원을 받기 어려운 상황이다. TSMC는 애플·엔비디아 등 대량 주문 고객사에 집중하면서 상대적으로 물량이 적은 도조 칩 지원에 소극적이었다.

반면 삼성전자와 인텔은 대형 고객사 확보가 절실한 상황이다. 삼성전자는 지난해 7월 28일 테슬라와 165억 달러(약 24조3200억 원) 규모의 AI 칩 공급 계약을 체결했다. 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 당시 "삼성전자가 미국 신규 파운드리 공장에서 AI6 칩 양산에 전념할 것"이라고 밝혔다. 반도체 업계 관계자는 "삼성전자 역시 초대형 반도체에 대응하는 첨단 패키징 기술을 고도화하고 있다"면서 "도조3 모듈 패키징은 인텔이 선제 진입할 예정이나 기술 개발 상황에 따라 삼성전자도 공급망 진입이 가능할 것"이라고 말했다.

삼성전자는 오는 3월부터 테일러 1공장에서 EUV 노광 장비 시험 가동(턴온)을 시작한다. 이어 식각·증착 장비를 차례로 들여와 올해 하반기 본격 가동에 나선다. 우크테크 보도에 따르면 삼성전자는 조만간 현지 주정부와 테일러 시에 1공장의 임시사용승인(TCO)을 신청할 예정이다. TCO는 소방·안전 등 요건을 갖추면 준공 전에도 사용을 허가하는 행정 절차다.

현지 공사 업체 관계자는 "하루 평균 투입되는 현장 인력만 7000여 명에 이른다"면서 "올 하반기 준공을 앞두고 6층짜리 오피스 빌딩에는 이미 1000여 명이 근무를 시작했다"고 말했다. 테일러 공장은 부지 규모만 약 485만㎡(약 147만 평)로 평택공장(289만㎡)과 화성공장(157만㎡)을 합친 것보다 크다.

삼성전자는 테일러 공장에서 2나노미터(㎚) 게이트올어라운드(GAA) 공정으로 테슬라 AI5와 AI6 칩을 생산한다. 머스크 CEO는 지난 18일(현지 시각) 소셜미디어(SNS)에서 "AI5 칩 설계가 안정 궤도에 올랐다"면서 "도조3 개발 작업을 재개한다"고 밝혔다. 네덜란드 ASML이 만드는 EUV 장비는 대당 5000억 원이 넘는 초고가 반도체 장비다. 삼성전자는 첨단 공정 수율 개선을 위해 ASML EUV 장비를 적극 도입하고, 본사 에이스급 엔지니어를 현지에 대거 투입했다.


이제 삼성전자 테일러 시설은 TSMC를 넘어 고객사의 제1 선택지로 부상하고 있다. 우크테크는 19일 도이체방크 보고서를 인용해 퀄컴과 AMD가 삼성전자 2나노 공정(SF2)을 중심으로 주문을 진행 중이라고 전했다. 삼성전자는 이미 엔비디아와 애플에 칩을 공급한 이력이 있어 고객 신뢰도가 인텔보다 높다는 평가를 받는다.

크리스티아노 아몬 퀄컴 CEO는 지난 5일 'CES 2026'에서 "삼성에 차세대 애플리케이션프로세서(AP) 생산을 맡기는 방안을 검토하고 있다"고 밝혔다. AI 열풍으로 TSMC 공급 병목현상이 심화하면서 AMD·엔비디아·퀄컴·애플 등 많은 기업이 제2 공급업체를 찾고 있다.
반도체 업계에서는 주조 주문이 아직 생산 라인에 반영되지 않았다는 점을 주목하면서도 삼성전자와 인텔이 핵심 부품이나 제품을 한 곳이 아닌 두 곳 이상의 공급업체에서 동시에 조달하는 '이중 소싱' 칩 전략에 투자하는 고객사 확보 경쟁을 벌이고 있다고 전했다. 삼성전자는 테일러 공장에 2030년까지 370억 달러(약 54조 원)를 투자할 방침이다. 매쿼리는 올해 1월 삼성전자 주식 등급을 '중립'에서 '아웃퍼폼'(목표가 24만 원)으로 상향했다. 매쿼리는 테슬라 계약으로 연간 약 2조9000억 원의 매출이 발생할 것으로 추정하며, 최대 매출은 한 해 5조 원에 이를 것으로 전망했다.

삼성전자는 세계에서 유일하게 최첨단 공정과 메모리, 패키징을 원스톱으로 제공하는 '턴키 솔루션'을 앞세워 고객 확보에 나서고 있다. 업계에서는 첫 고객인 테슬라의 까다로운 눈높이를 충족하느냐가 추가 수주를 결정지을 것으로 보고 있다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com