삼성, TSMC 독점 깨고 테슬라 ‘AI5’ 공급… 파운드리 날개 편다

머스크 “삼성-TSMC 함께 작업”
테슬라 AI칩 모두 관여 ‘동맹 강화’
삼성, 美 테일러 공장서 생산할 듯
자체 AP도 갤S26에 탑재 유력… 파운드리사업부 부활 조짐 뚜렷

삼성전자가 미국 텍사스주 테일러에 짓고 있는 새로운 파운드리 공장. 내년 가동을 목표로 하고 있다. 삼성전자 제공

삼성전자가 대만의 반도체 파운드리(위탁생산) 1위 기업 TSMC 독점을 깨고 테슬라의 자율주행용 차세대 인공지능(AI) 반도체인 ‘AI5’를 공급하기로 했다. 그동안 삼성전자 반도체의 ‘아픈 손가락’으로 꼽혀 온 파운드리 사업부는 최근 글로벌 빅테크 기업과 연이은 생산 계약을 맺은 데다, 자체 모바일 애플리케이션 프로세서(AP)인 엑시노스2600이 갤럭시 S26에 탑재되는 것이 유력해지면서 뚜렷한 부활 조짐을 보인다는 평가가 나온다.

● 강화되는 테슬라-삼성전자 동맹

22일(현지 시간) 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 올 3분기(7∼9월) 실적 발표 콘퍼런스콜에서 “AI5 칩은 삼성전자와 TSMC가 모두 함께 작업할 것”이라고 밝혔다.

테슬라의 AI 반도체는 차량에 탑재돼 자율주행 기능을 돕는다. 앞으로 휴머노이드 로봇에도 활용할 예정이다.

삼성전자는 현재 테슬라의 최신 AI 반도체인 AI4 반도체를 생산하고 있다. 테슬라는 차세대 AI5 반도체를 전량 TSMC에 생산을 맡긴 뒤, 다음 모델인 AI6세대부터 삼성전자에 다시 맡길 예정이었다. 하지만 이날 머스크 CEO의 깜짝 발언으로 AI5 생산에도 삼성전자가 참여하는 것이 결정됐다.

반도체 업계에서는 이번 수주를 통해 테슬라와 삼성전자의 AI 반도체 동맹이 한층 강화됐다는 평가가 나온다. 테슬라가 AI6 개발 및 생산을 위해 삼성전자와 논의하는 과정에서 삼성전자의 파운드리 기술력을 높게 평가하며 그 전 단계인 AI5 생산까지 맡기게 된 것이란 추측도 있다.

반도체 업계 관계자는 “테슬라가 AI4부터 AI6까지 삼성전자에 맡긴다는 것은 그만큼 삼성전자 파운드리 사업부의 기술력을 인정했다는 의미”라며 “차세대 주력인 AI5 생산과 관련해 TSMC에 전적으로 의존하지 않는 점도 이번 결정의 배경이 됐을 것”이라고 설명했다.

AI5는 AI6와 함께 내년 가동 예정인 미국 텍사스주의 테일러 반도체 공장에서 생산될 가능성이 크다. AI4는 삼성 파운드리 평택공장에서 양산되는 것으로 전해진다.

● 반등 기회 잡은 삼성 시스템 반도체

지난해부터 분기별로 조 단위 손실을 내왔던 LSI사업부와 파운드리사업부 등 삼성전자 시스템 반도체도 연이은 수주 성공으로 반등을 꾀할 수 있게 됐다.

삼성전자 시스템 반도체는 올 7월 테슬라와 23조 원 규모의 AI6 반도체 위탁 생산 계약을 맺은 데 이어 8월에는 애플로부터 ‘스마트폰의 눈’으로 불리는 아이폰용 이미지센서(CIS)의 설계 및 위탁 생산 계약을 따냈다.

최근에는 모바일 AP 칩인 자사 엑시노스2600이 내년 출시 예정인 갤럭시 S26에 탑재될 것이 유력하다는 소식도 전해지면서 내년 실적 반등의 실마리를 잡았다는 평가가 나온다. 갤럭시 S25에는 삼성전자 엑시노스 대신 퀄컴 스냅드래건이 모바일 AP 칩으로 전량 사용된 바 있다. 여기에 파운드리 사업부는 차세대 고대역폭메모리(HBM)인 HBM4가 양산될 경우 수혜를 볼 수 있을 것으로 전망된다.

김정호 KAIST 전기전자공학부 교수는 “글로벌 빅테크 업체들의 TSMC 의존도 하향과 삼성전자의 파운드리 수율 상승 등의 요인이 겹치면서 연이어 수주가 이뤄지고 있다”며 “삼성전자뿐만 아니라 국내 반도체 생태계 확장 차원에서 기회가 될 것”이라고 말했다.

이동훈 기자 dhlee@donga.com