2023년 5월 이재용 삼성전자 회장(왼쪽), 일론 머스크 테슬라 최고경영자가 만났다. [삼성전자 제공]

[헤럴드경제=박지영 기자] 삼성전자가 TSMC가 전량 납품하는 것으로 전해졌던 테슬라의 ‘AI5’ 칩의 생산을 일부 맡게 되면서 삼성-테슬라 협력이 한층 강화될 전망이다. 앞서 차세대 칩 ‘AI6’를 삼성에 맡긴 데 이어 AI5까지 생산을 맡게 되면서, 업계에서는 테슬라가 삼성의 생산능력을 신뢰하고 있다는 풀이가 나온다.

22일(현지시간) 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 3분기 실적 발표 콘퍼런스콜에서 “AI5 생산 초기 단계에서 TSMC와 삼성이 모두 함께 작업할 것”이라며 “삼성은 AI4 칩 생산을 매우 잘 수행하고 있다”고 밝혔다.

삼성전자는 테슬라의 현 세대 자율주행차 칩셋인 AI4 칩을 전량 생산하고 있다. 앞서 업계에서는 차세대 반도체인 AI5를 전량 TSMC가 생산하는 것으로 알려졌는데, 예상을 깨고 AI5 일부 생산까지 삼성에 맡기면서 삼성-테슬라 동맹이 한층 단단해졌다는 평이 나온다.

내년부터 가동 예정인 삼성의 미국 텍사스주 테일러시 첨단 파운드리 공장. [삼성전자 제공]

A15 칩에 대한 구체적인 정보는 아직 공개되지 않았지만 3나노 혹은 개량형 4나노 공정을 사용할 가능성이 높은 것으로 전망하고 있다. A15 칩도 최선단 공정인 2나노미터 기술을 적용한 테슬라의 AI6 칩이 생산될 예정인 텍사스 테일러 공장에서 만들 것으로 알려졌다.

테슬라 입장에서는 삼성에 일감을 맡기는 게 두 마리 토끼를 잡는 격이다. 세계 1, 2위 파운드리 기업인 TSMC와 삼성전자를 경쟁시키면 단가를 낮출 수 있고, 특정 공급 업체 의존도를 낮출 수 있어 더 안정적인 공급망을 갖추게 된다.

AI6에 이은 AI5 수주로 삼성 파운드리의 생산능력에 대한 시장의 의구심도 해소될 전망이다. 지난 7월 AI6 수주 소식 이후 실제로 많은 고객이 삼성 파운드리를 찾았다. 애플의 아이폰용 이미지센서(CIS), IBM의 차세대 데이터센터용 칩 ‘파워11’, 닌텐도의 차세대 콘솔 스위치 2에 들어가는 메인 시스템온칩(SoC), 현대자동차의 자율주행용 칩 등 줄줄이 축포를 이어갔다. 퀄컴과도 2나노 AI 칩 개발에 대해서도 논의하고 있는 것으로 알려졌다.

삼성전자 모바일 AP 엑시노스 [삼성전자 자료]

업계에서는 AI5 칩 수주가 삼성 파운드리의 분기점이 될 것으로 보고 있다. 앞서 삼성전자는 4나노, 3나노 공정에서 쓴맛을 봤다. 4나노 공정에선 초반 수율이 낮아 퀄컴이 일부 물량을 TSMC로 옮겼고, 그마저도 삼성이 생산한 스냅드래곤8 1세대는 발열·성능 이슈로 평가가 좋지 않아 후속 제품부터는 아예 TSMC로 생산처를 옮겼다.

3나노에서는 세계 최초로 게이트올어라운드(GAA) 기술을 적용했지만 수율 문제가 불거지면서 자체 모바일 애플리케이션 프로세서(AP)인 엑시노스2500 정도를 생산했다. 하지만 엑시노스2500도 수율 문제 등으로 갤럭시 S25에 탑재될 뻔 했으나 결국 빠졌다.

앞서 고전을 면치 못했던 앞선 공정과 최선단 공정까지 테슬라의 AI칩을 만드는데 사용되는 만큼, 이번 성과가 삼성 파운드리의 운명을 가를 수 있다는 분석이 나온다.

이종환 상명대 시스템반도체공학과 교수는 “2나노 수율이 확보됐다는 얘기가 나오는데, 그럼 앞선 공정의 수율과 기술적 진전도 있다는 걸 의미한다”며 “테슬라 칩 양산과 2나노 공정을 적용한 엑시노스2600을 성공적으로 양산한다면 내년에는 흑자로 돌아설 가능성이 충분히 있다. 이번 성적이 중요하다”고 강조했다.