‘아픈 손가락’ 삼성 파운드리…테슬라 효과 언제쯤

AI4 업그레이드부터 AI6까지 협력 확대
평택·테일러 공장 가동 분수령
올해 비메모리 3조~4조원 적자 전망
내년 이후 흑자 전환 기대감

이재용(왼쪽 세 번째) 삼성전자 회장이 2023년 미국 실리콘밸리에 위치한 삼성전자 북미 반도체연구소에서 일론 머스크(오른쪽 네 번째) 테슬라 최고경영자(CEO)와 만나 기념 촬영하고 있다. 삼성전자 제공

삼성전자 반도체 사업이 메모리 호황에 힘입어 역대급 실적 흐름을 이어가고 있지만, 파운드리(반도체 위탁생산) 부문은 적자를 이어가고 있다. 업계에서는 테슬라와의 인공지능(AI) 칩 협력, 이른바 '테슬라 효과'가 언제부터 실적에 반영될지 주목하고 있다.

26일 업계에 따르면 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 지난 22일 실적 발표회에서 "회사의 AI 칩 'AI4' 업그레이드를 계획 중"이라며 "양산 시점은 내년 중반쯤으로 예상하지만, 삼성이 우리를 위해 수정 작업을 진행 중이며, 결국 삼성이 이를 마무리하고 양산 체제로 가져갈 수 있느냐에 달렸다"고 말했다.

업계에서는 이를 두고 테슬라가 AI4 개선 제품 생산을 삼성 파운드리에 맡기겠다는 뜻을 공개적으로 밝힌 것으로 보고 있다. 해당 칩은 2023년 양산된 AI4의 연산 성능과 용량을 높인 제품으로, 시장에서는 'AI4+' 또는 'AI4.1'로 불린다.

삼성전자는 이미 차세대 모델인 AI5와 AI6 생산도 맡기로 한 상태다. 이 가운데 지난해 7월 공식화된 AI6 수주 계약 규모는 약 23조원으로 알려졌다. 삼성전자 반도체 사업에서 단일 고객 기준 최대급 계약으로 평가되며, 당시 침체돼 있던 파운드리 사업의 돌파구로 주목받았다.

이번 AI4 업그레이드 물량까지 더해지면서 양사 협력 범위는 한층 넓어지는 모습이다. 삼성전자는 기존 AI4를 7나노(㎚·1㎚=10억분의 1m) 공정으로 평택 파운드리 라인에서 생산하고 있으며, 업그레이드 제품 역시 평택캠퍼스에서 제조될 가능성이 크다는 관측이 나온다.

AI5는 대만 TSMC와 삼성전자가 물량을 나눠 생산하고, AI6는 삼성전자가 전담하는 것으로 전해진다. AI5와 AI6는 미국 테일러 공장에서 2나노 공정으로 생산될 예정이다.

해당 칩들은 테슬라가 자체 설계한 자율주행용 AI 반도체로, 완전자율주행(FSD·Full Self-Driving) 기능 구현의 핵심 부품으로 꼽힌다.

이 같은 테슬라향 수주는 삼성전자가 AI4 생산 과정에서 신뢰를 쌓았고, 미세공정 수율과 성능도 일정 수준 궤도에 올랐다는 신호로 해석된다. 머스크 CEO 역시 최근 엑스(X·옛 트위터)를 통해 AI5의 '테이프 아웃' 소식을 전하며 "이 칩을 생산할 수 있도록 도와준 삼성전자와 TSMC에도 감사하다"고 언급했다.

시제품 생산의 첫 단계인 테이프 아웃이 진행되면서 테일러 공장 가동 준비도 속도를 내고 있다. 삼성전자는 지난 24일 현지에서 장비 반입식을 진행했으며, 이르면 올해 말 초기 가동에 들어갈 것으로 전망된다. 테슬라 제품의 본격 양산은 내년부터 시작될 가능성이 크다.

삼성전자는 올해 1분기 잠정 영업이익이 57조2000억원으로 집계됐으며, 업계에서는 이 가운데 메모리 비중이 95%(약 54조원) 에 달하는 것으로 보고 있다. 반면 파운드리를 포함한 비메모리 부문은 1조원대 적자를 낸 것으로 추정된다.

다만 올해 안에는 테슬라 효과가 본격 반영되기 어렵다는 시각이 우세하다. 미국 테일러 공장이 안정적으로 가동되고, 실제 고객 물량이 출하되는 내년 이후가 실적 반등의 분수령이 될 것이란 전망이다.

증권가에서는 올해 비메모리 부문 적자 규모를 3조~4조원 수준으로 보고 있으며, 빠르면 내년 적자 폭 축소 또는 흑자 전환 가능성이 거론된다. 테슬라 물량에 따른 실적 개선이 제품 출하 시점인 내년이나 내후년쯤 가능할 것이라는 분석이다.

삼성전자는 오는 30일 1분기 사업부별 세부 실적을 발표할 예정이다. 이날 실적 설명회에서는 테일러 공장 가동 시점과 주요 고객사 협력 현황 등 파운드리 전략을 둘러싼 투자자들의 질문이 집중될 것으로 예상된다.

이상현 기자 ishsy@dt.co.kr