이재용 삼성전자 회장(왼쪽 세번째)이 지난 2023년 5월 10일 미국 실리콘밸리에 위치한 삼성전자 북미 반도체연구소에서 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO, 오른쪽 네번째)와 만나 기념 촬영을 하는 모습. /사진:삼성전자

삼성, AI 4.1 생산 수주로 파트너십 공고…23조 규모 AI 6 등 차세대 칩 전담

‘설계-파운드리-메모리’ 통합 솔루션 강점…내년 테일러 공장 가동이 실적 반등 분수령

[대한경제=심화영 기자] 삼성전자가 테슬라와의 협력을 단순한 메모리 공급을 넘어 AI 반도체 생산 전반으로 넓히고 있다. 자율주행용 AI 칩 ‘AI 4’의 업그레이드 버전인 ‘AI 4.1’ 생산을 맡으면서, 삼성의 파운드리 역량은 테슬라의 차세대 AI 전략과 더욱 깊게 맞물리는 모습이다.

지난 22일(현지시간) 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 1분기 실적 발표에서 내년 중순 양산 예정인 ‘AI 4.1’ 칩을 언급하며 “삼성이 현재 칩의 수정(Modification) 작업을 진행 중이며, 양산 체제로 가져오는 것은 삼성에 달렸다”고 밝혔다. 이는 삼성전자가 단순 위탁생산을 넘어 설계 보완까지 참여하는 전략적 파트너임을 시사한다.

양사의 협력 로드맵은 갈수록 구체화되고 있다. 현재 평택 캠퍼스에서 7나노 공정으로 AI 4를 양산 중인 삼성전자는, 차세대 모델인 AI 5와 AI 6 수주도 확정 지었다. 특히 AI 6는 단일 고객 기준 최대인 약 23조원 계약 규모다.

이 같은 협력은 메모리 분야에서도 이어진다. 테슬라의 AI 칩은 설계 단계부터 특정 메모리 구조를 전제로 최적화된다. 삼성전자는 파운드리(생산)와 메모리 공급을 동시에 수행할 수 있는 종합 반도체 기업(IDM)의 강점을 십분 활용하고 있다.

실제로 테슬라는 AI 4.1에서 메모리 용량을 기존 16GB에서 32GB로 두 배 늘리고 연산 능력을 10% 이상 향상시킬 계획이다. 삼성전자는 이에 맞춰 자율주행용 그래픽 D램(GDDR6)과 저전력 D램(LPDDR) 공급을 최적화하며 ‘설계-생산-메모리’를 잇는 맞춤형 생태계를 구축하고 있다.

업계의 시선은 이제 미국 텍사스주 테일러 파운드리 공장으로 쏠린다. 지난 24일 장비 반입식을 마친 테일러 공장은 이르면 올해 말 초기 가동을 시작하며, 내년부터 테슬라의 차세대 칩(AI 5, AI 6) 대량 생산을 본격화할 전망이다.

특히 삼성전자가 전담 생산할 예정인 AI 6는 자율주행 차량뿐만 아니라 휴머노이드 로봇과 데이터센터까지 아우르는 테슬라 AI 생태계의 핵심이다. 이에 따라 삼성 파운드리 사업의 실적 반등 시점도 이와 맞물릴 가능성이 크다. 현재 반도체 사업 실적은 메모리 비중이 절대적인 반면, 파운드리 부문은 적자가 지속되고 있다.

업계 관계자는 “테슬라가 기존 공정 유지 부담에도 불구하고 삼성과 협력을 확대하는 것은 공정 안정성과 메모리 공급 능력을 동시에 신뢰한다는 의미”라며 “포스트 HBM 시대 경쟁은 결국 특정 고객과의 ‘맞춤형 생태계’를 누가 먼저 구축하느냐에 달려 있다”고 말했다.

심화영 기자 dorothy@

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