삼성 ‘아픈 손가락’ 파운드리 반전… 머스크 “23조 계약, 몇배 될것”

테슬라에 2033년까지 AI칩 공급
자율주행-휴머노이드용 칩 생산
삼성 주가 10개월만에 ‘7만 전자’
30~40% 수율 끌어올리기는 과제

삼성전자가 테슬라의 차세대 인공지능(AI) 반도체 ‘AI6’ 생산 파트너로 낙점되면서 파운드리(반도체 위탁 생산) 사업부 정상화의 ‘신호탄’을 쏘게 됐다. 그동안 문제점으로 지적됐던 초미세 공정 수율이 이번에 테슬라와 맺은 23조 원 규모의 계약을 통해 일정 수준 이상으로 올라온 것으로 관측되기 때문이다.

삼성전자가 글로벌 대형 기업과 22조 7648억 원의 반도체 위탁생산 공급계약을 체결했다고 공시한 28일 오후 서울 영등포구 여의도 한국거래소 서울사옥 모니터에 삼성전자 주가가 나타나고 있다. 이날 삼성전자는 전 거래일 대비 4500원(6.83%) 오른 7만 400원에 장을 마감했다. 지난해 9월 3일(종가 7만 2500원) 이후 약 11개월 만에 세운 최고가 기록이다. 2025.7.28/뉴스1

이날 삼성전자 주가는 전일 대비 6.83% 오른 7만400원에 마감했다. 삼성전자 주가가 종가 기준 7만 원을 넘은 것은 지난해 9월 4일 이후 10개월 만이다.

● 머스크 “165억 달러는 단지 최소액”

28일 블룸버그통신은 “이번 공급 계약은 삼성전자 파운드리가 2nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m) 공정으로 전환하면서 생산이 회복되고 있음을 시사한다”며 “삼성전자 파운드리 사업부의 매출이 연간 10% 늘어날 것”이라고 보도했다. 삼성전자의 파운드리 사업부는 지난 몇 년간 수율 문제로 고객사 확보에 어려움을 겪었지만, 테슬라와 대규모 반도체 위탁 생산 계약을 맺으면서 그간 우려가 어느 정도 해소됐다는 의미다.

AI6는 테슬라가 자체 개발한 고성능 자율주행용 AI 칩이다. 차량에 탑재돼 완전자율주행(FSD) 기능을 맡게 된다. 기존 칩보다 연산 능력과 전력 효율이 뛰어난 만큼 삼성전자의 첨단 2nm 공정을 활용해 생산할 예정이다. 특히 AI6 칩은 자율주행 차량뿐 아니라 테슬라의 휴머노이드 로봇 ‘옵티머스’ 등 응용처가 넓다. 향후 삼성전자가 맡을 생산 물량이 더 확대될 수 있다는 분석이 나온다. 실제 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 이날 자신의 엑스(X·옛 트위터)에 “(이번 계약 금액) 165억 달러는 단지 최소액”이라며 “실제 생산량은 몇 배 더 높을 것 같다”고 말했다.

삼성전자는 미국 텍사스주 테일러에 건설 중인 파운드리 신공장 2nm 라인에서 테슬라 AI6를 전담 생산할 예정이다. 이 공장은 삼성전자가 대형 고객사 확보를 위해 2022년부터 약 170억 달러(약 23조5000억 원)를 투자한 곳이다. 당초 지난해 하반기(7∼12월) 가동을 예상했으나 고객 확보가 지연되면서 가동일이 늦춰졌다. 하지만 테슬라로부터 대규모 수주를 하면서 이르면 내년부터 생산을 시작할 수 있다는 관측이 나오고 있다.

● 빅테크 추가 수주에 촉각

업계에서는 삼성전자가 이번 테슬라 반도체 수주를 통해 ‘아픈 손가락’으로 평가되던 파운드리 부문의 경쟁력을 회복할 수 있을지 주목하고 있다. 삼성전자 파운드리 사업부는 3nm 이하의 최첨단 파운드리 분야에서 대만 TSMC에 밀리며 매년 조 단위 손실을 냈다. 지난해 국내 증권사들이 추정한 파운드리·시스템LSI 사업부 영업 손실은 5조5000억 원에 달했다. 시장 점유율 역시 지난해 4분기(10∼12월) 8.1%에서 올 1분기(1∼3월) 7.7%로 하락했다.

이에 삼성전자는 지난달 3일 차세대 1.4nm 공정 개발을 연기하고, 2nm 공정의 수율 안정화와 고객사 맞춤형 제품 최적화에 집중하기로 전략을 수정했다. 반도체 업계 관계자는 “테슬라와의 공급 계약을 통해 삼성전자의 전략 수정에 힘이 실리게 됐다”고 했다.

이번 테슬라 반도체 위탁 수주가 앞으로 현대자동차 등 다른 글로벌 자동차 업체나 메타, 구글 등 빅테크 업체 물량을 따낼 수 있는 기반이 될 것이란 평가도 나온다. 다만, 현재 30∼40%로 알려진 수율을 더 끌어올리는 것이 관건이다.

김정호 KAIST 전기전자공학부 교수는 “엔비디아나 애플 등이 TSMC와 손을 잡으면서 삼성전자의 위기감이 커졌는데 이번 수주로 반전 기회를 잡게 됐다”며 “테슬라의 AI6 위탁 생산이 원만하게 이뤄지면 브로드컴이나 메타 등 다른 빅테크 업체로 수주를 확대할 수 있을 것”이라고 전망했다.

이동훈 기자 dhlee@donga.com