삼성전자, 테슬라 AI칩 양산 채비…‘2나노’ 안정적 수율이 관건

테슬라, 자체 생산 ‘팹’에도 속도

삼성전자 서초사옥. 연합뉴스

삼성전자가 미국 텍사스주 테일러에 짓는 파운드리(반도체 위탁생산) 공장 가동 준비를 마쳤다. 이 공장에선 테슬라의 자율주행 전기차와 휴머노이드 로봇 등에 탑재되는 차세대 인공지능 반도체가 위탁 생산될 예정이다.

삼성전자는 24일(현지시각) 미국 텍사스주 테일러 파운드리 공장에서 주요 장비 반입식을 열고, 본격적인 생산 준비에 돌입한다. 테일러 공장은 북미시장 공략 핵심 거점으로, 이날 반입식엔 한진만 파운드리사업부장(사장)을 포함한 삼성전자 경영진 등이 참석할 예정이다. 공장은 2022년 착공해 애초 2024년 10월 가동을 목표로 했으나 수주 확보 등의 문제로 일정이 지연됐다.

이 공장에선 테슬라의 ‘AI5’와 ‘AI6’이 생산된다. 두 칩은 테슬라가 자율주행 전기차에 탑재하기 위해 개발한 차세대 인공지능(AI) 반도체다. 앞서 삼성전자는 지난해 7월 테슬라와 165억 달러(약 23조원) 규모의 인공지능 칩 생산 계약을 맺은 바 있다. 삼성전자 내부에선 장기간 대규모 적자를 내온 파운드리 사업이 미국 빅테크 기업의 수주로 흑자전환에 성공할 것이란 기대가 나온다. 삼성전자는 테슬라뿐 아니라 에이엠디(AMD) 등 다른 기업들의 차세대 반도체 칩을 이곳에서 생산하며 공급망을 강화한다는 방침인 것으로 알려졌다.

업계에선 삼성전자가 AI6에 적용되는 2나노(1나노미터=10억분의 1미터) 수준의 정밀공정에서 안정적인 수율(전체 생산량 중 양품의 비율)을 낼 수 있을지를 파운드리 실적 반전의 가늠자로 보고 있다. 삼성전자는 현재 엔비디아에 납품하는 ‘그록3’를 생산하는 4나노 수준의 공정에선 안정적인 수율을 내고 있지만, 업계에선 2나노 공정 수율을 50∼60%로 본다. 통상 안정적인 양산 기준은 60%대다. 앞서 삼성전자는 2022년 6월 세계 최초로 3나노 파운드리 양산하고서도 수율 문제로 주요 고객사 확보에 어려움을 겪었다. 경쟁사인 티에스엠시(TSMC)는 이미 2나노 공정에서 삼성전자의 수치를 한참 웃도는 수율을 확보한 것으로 알려졌다. 테슬라는 AI5 공정을 티에스엠시와 삼성전자 양쪽에 맡긴 상태다.

일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 지난 22일(현지시각) 테슬라 실적 발표에서 “AI4+ 또는 AI4.1이라는 이름의 칩이 내년 중순께 양산에 들어간다”며 “삼성이 지금 수정 작업 중인데 이 작업이 언제 완료되느냐에 따라 양산 시점이 달라질 것”이라고 말했다. 현재 테슬라는 인공지능 반도체를 자체 생산할 ‘테라팹’ 프로젝트에 시동을 걸고 있다. 테라팹에 인텔의 첨단 반도체를 사용할 계획도 밝혔다. 머스크 최고경영자는 “14A(1.4나노급) 공정을 활용할 계획”이라며 “아직 (기술이) 완성되진 않았지만 테라팹이 본격적으로 확장될 시점에는 충분히 무르익을 것으로 보인다”고 말했다.

배지현 기자 beep@hani.co.kr