삼성전자가 테슬라의 차세대 인공지능(AI) 칩 'AI6'를 수주하며 약 23조원 규모의 대형 파운드리 계약을 체결했다. 글로벌 반도체 수탁생산 시장에서 수년간 부진했던 삼성전자가 테슬라와의 협력을 계기로 재반등의 전기를 마련했다는 평가가 나온다.
삼성전자는 28일 "글로벌 대형 고객사와 총 22조7648억원 규모의 반도체 위탁생산(파운드리) 공급 계약을 체결했다"고 공시했다. 계약 기간은 24일부터 2033년 12월 31일까지로 총 8년 이상이다. 이번 계약은 지난해 삼성전자 연결 기준 매출액(300조8709억원)의 7.6%에 해당하며, 반도체 부문에서 단일 고객 기준 역대 최대 규모로 평가된다. 다만 삼성전자는 영업비밀 보호 조항에 따라 계약 상대방을 밝히지 않았다.
하지만 같은 날 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)가 자신의 소셜미디어 엑스(X·옛 트위터)를 통해 이 계약의 당사자가 테슬라임을 직접 밝혔다. 머스크는 "삼성의 텍사스 신공장은 테슬라의 차세대 AI6 칩 생산에 전념하게 될 것"이라며 "165억달러는 단지 최소 수치일 뿐이며, 실제 계약 규모는 그 몇 배가 될 것 같다"고 말했다.
삼성과 테슬라의 반도체 협력은 이번이 처음은 아니다. 2019년 삼성전자는 14나노 공정을 통해 테슬라의 자율주행 칩 'HW3'(AI3)를 생산했고, 이후 7나노 기반 'HW4'(AI4)도 공급했다. 이후 FSD(Fully Self-Driving) 칩의 물량은 TSMC로 넘어갔지만, AI4 칩은 여전히 삼성 파운드리에서 생산 중인 것으로 알려졌다. 이번에 삼성전자가 수주한 AI6는 FSD와는 별개의 고성능 연산 칩으로, 자율주행 데이터 학습 및 추론을 위한 서버용 AI 칩이다.
AI6는 고대역폭메모리(HBM)를 기반으로 하며, 엔비디아 H100, AMD MI300과 유사한 범용 AI 칩으로 분류된다. 기존 도조 시스템이 폐쇄형 구조였다면, AI6는 NVLink 기반 통신 프로토콜을 채택해 오픈 클라우드 환경에서도 호환이 가능하도록 설계된 것이 특징이다. 이 칩은 테슬라의 대규모 언어모델(LLM) 학습, 자율주행 데이터 처리, 휴머노이드 로봇 옵티머스 등에 폭넓게 사용될 예정이다.
삼성전자는 이 칩을 미국 텍사스주 테일러시에 건설 중인 신규 반도체 공장에서 생산할 계획이다. 이 공장은 당초 3~4나노급 첨단 공정이 적용될 예정이었으나, 일부 라인을 2나노급(SF2)으로 구성하는 방침으로 변경됐다. 공장 건설은 1차 공사가 대부분 마무리된 상태로, 내년 중 장비 반입과 함께 본격 양산 준비에 돌입할 예정이다.
이번 계약은 삼성전자가 대형 고객 수주에 다시 성공했다는 점에서 의미가 크다. 그간 삼성전자는 4나노 이하 첨단 공정에서 수율과 성능 문제로 퀄컴, AMD 등 주요 고객사를 잃고 TSMC와의 격차를 좁히지 못했다. 실제로 퀄컴은 스냅드래곤 시리즈 물량을 삼성에서 TSMC로 전환한 바 있다. 하지만 지난해 11월 파운드리사업부장에 한진만 사장이 부임한 이후 북미 고객 대상 수주가 본격화됐고, 기술 고도화와 수율 개선이 병행되면서 이번 테슬라 수주로 결실을 맺었다.
이번 계약은 이재용 삼성전자 회장의 복귀와도 맞물려 있다. 이 회장은 지난 2023년 5월 미국 실리콘밸리 삼성 북미 반도체연구소에서 머스크 CEO와 회동해 자율주행용 시스템반도체 협력을 논의한 바 있다. 이후 지난 7월 17일 대법원에서 무죄 판결을 받아 사법 리스크를 벗었고, '뉴삼성' 비전을 본격 실행에 옮길 수 있는 기반을 확보했다.
삼성전자는 이번 계약을 통해 다시 한번 글로벌 파운드리 시장에서 존재감을 드러냈다. TSMC의 생산 능력이 엔비디아, 애플 등 특정 고객에 집중돼 있는 상황에서, 삼성전자는 대형 고객사들이 선택할 수 있는 사실상 유일한 대안으로 떠오르고 있다. 업계 관계자는 "AI6 칩 수주가 안정적인 양산으로 이어진다면, 향후 구글, 아마존, 마이크로소프트 등 다른 하이퍼스케일 고객과의 협상에서도 중요한 디딤돌이 될 것"이라고 말했다.