[단독] 삼성전기, 테슬라·엔비디아 3.7조 투자받는다…AI칩기판 라인구축

테슬라 1.1조·엔비디아 2.6조 투자
삼성전기 ‘차세대기판 생산시설’ 증설
자율차·휴머노이드·AI칩에 장기 공급
2028년 양산·2029년부터 5년간 제공

삼성전기 세종사업장 전경. 삼성전기

FC-BGA 기판 : AI 가속기와 그래픽처리장치(GPU), 중앙처리장치(CPU) 등 고성능 반도체에 주로 쓰이는 기판이다. 넓은 면적에 더 촘촘하게 회로를 그릴 수 있고 발열에 강한 것이 특징이다.

테슬라와 엔비디아가 각각 1조1000억원과 2조 6000억원을 투자해 삼성전기와 인공지능(AI) 반도체용 차세대 기판인 플립칩-볼그리드어레이(FC-BGA) 생산시설을 구축한다. 엔비디아와 테슬라가 삼성전기 공장에 투자를 확정한 것은 AI반도체 차세대 기판인 FC-BGA가 새로운 공급망 병목이 되고 있기 때문이다. 이번 협력을 통해 삼성전기는 AI용 차세대 기판 시장에서 핵심 공급자로 위치를 공고히 할 수 있게 됐다는 평가다.

22일 업계에 따르면 삼성전기는 테슬라와 FC-BGA 장기 공급계약을 맺고 세종사업장에 전용 생산 라인을 증설 중이다. 테슬라는 생산시설 증축과 설비투자에 필요한 자금 중 일부인 약 1조1000억원을 투자하는 대신 중장기 물량 공급을 보장받는 구조다. 생산된 기판은 테슬라의 자율주행 전기차와 휴머노이드 로봇 ‘옵티머스’의 AI칩에 사용될 예정이다.

계약기간은 오는 2029년부터 2033년까지 5년간이다. 삼성전기는 공장 증설을 위한 자금부담을 줄이고 장기 공급처를 확보했으며 테슬라는 자율주행차와 휴머노이드에 필요한 기판을 안정적으로 확보할 수 있게 된다.

삼성전기의 생산시설은 현재 건설 중이다. 내년 말까지 완공한 뒤 2028년 상반기까지 설비 구축과 시험 가동을 마무리한단 계획이다. 2028년 하반기부터 양산에 들어가 2029년부터 테슬라에 물량을 공급하는 일정이다. 삼성전기는 지난 9월 공시를 통해 세종사업장 증설에 총 4조 2700억원이 투자될 예정이라고 밝혔다. 이 중 1조 1000억원은 테슬라가 부담하는 식이다.

삼성전기 서버용 FC-BGA [삼성전기]

엔비디아는 21일(현지시간) 독일에서 열린 ‘GTC 2026’에서 삼성전기와 협력을 소개하며 세종과 부산 공장 증설에 투자할 계획을 밝혔다. 엔비디아는 발표에서는 구체금액을 공개하지 않았으나 2조 6000억원 수준인 것으로 매경 취재결과 확인됐다. 삼성전기는 엔비디아 전용라인에서 AI 연산 칩셋과 데이터센터용 네트워크 기판을 생산한다고 설명했다.

AI칩은 기존 칩에 비해 더 많은 연산을 하다보니 복잡한 회로를 그려야 한다. 회로가 많아지다보니 전력소모와 발열이 더 많다. 그만큼 미세회로를 촘촘히 그릴 수 있고 발열에도 강한 기판이 필요해 FC-BGA를 사용하고 있다. 고사양 FC-BGA는 삼성전기를 비롯해 일본 이비덴과 대만 유니마이크론 등 소수 업체만이 생산하고 있다. 업계에선 이비덴의 점유율이 70% 이상에 달하며 삼성전기가 이를 맹추격하고 있는 것으로 보고 있다.

테슬라가 삼성전기에 투자하고 나선 것은 자율주행차와 휴머노이드 ‘옵티머스’의 경우 복잡한 연산 수행 능력이 필수적이기 때문이다. 테슬라 외에도 주요 빅테크들도 자율주행, 휴머노이드 개발에 공격적으로 나서는 상황이다보니 FC-BGA의 수요는 급증할 것으로보고 있다. 비즈니스리서치인사이트는 2026년 71억달러 규모인 시장규모가 2035년엔 130억달러 수준이 될 것으로 예상했다.

삼성전기는 이미 테슬라와 협력 관계를 다져왔다. 앞서 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 테슬라가 설계한 차세대 AI 반도체 ‘A15’를 삼성전자 파운드리 사업부가 생산한다고 밝힌 바 있다. 해당 반도체에도 삼성전기의 FC-BGA가 적용될 가능성이 거론된다.