'TSMC 공급 병목'에 삼성 파운드리 기회…빅테크 고객 확 늘듯
2026.07.03 17:53
HBM 붐에 TSMC 주문 꽉 차
공급망 다변화 나선 빅테크들
삼성전자 파운드리로 눈돌려
수율 높여 첨단공정 고객 확보
엔비디아 칩 등 4나노 풀가동
삼성전자 파운드리가 선단 공정에서 의미 있는 고객들을 확보하면서 조기 흑자 전환에 대한 기대감이 높아지고 있다.
3일 업계에 따르면 삼성전자 파운드리는 첨단 공정인 2나노 공정에서 최근 신규 고객들을 확보하고 있다. 지난해 수주한 테슬라의 첨단 인공지능(AI) 반도체인 AI6가 내년부터 양산될 예정이며 국내 스타트업 딥엑스의 에지 AI 반도체 DX-M2도 2나노 공정에서 생산된다. 외신 보도대로 앤트로픽도 자체 AI 칩을 삼성전자에서 생산하게 되면 2나노 공정의 신규 고객으로 합류하게 된다.
이외에도 많은 고객이 삼성 파운드리와의 협력을 타진하고 있다. 과거 시스템LSI 사업부의 엑시노스 시리즈가 유일한 고객이던 때와 비교하면 상황이 크게 달라진 것이다. 4나노 공정은 사실상 풀 가동에 들어가면서 가장 효자 라인이 되고 있다. HBM4의 베이스다이 생산에 쓰이면서 HBM 성능을 높이고 메모리 사업부의 HBM4 매출 확대에 기여하고 있다. 엔비디아가 중요한 AI 추론 인프라로 개발한 그록3 LPU(언어처리장치)도 4나노 공정에서 생산 중이다.
특히 앤트로픽은 삼성전자의 패키징을 사용해서 칩을 생산하는 것을 검토하고 있어 실제로 성사될 경우 삼성전자 파운드리의 숙원이 이뤄지게 될 것으로 보인다. 삼성전자는 AI 칩 고객에게 로직 칩 생산은 물론 여기에 들어가는 HBM과 로직칩을 패키징까지 턴키로 공급하는 것을 추진하고 있다. 메모리, 파운드리, 패키징까지 모두 가능한 삼성전자만이 제공할 수 있는 솔루션이다.
업계에 따르면 삼성전자와 앤트로픽은 다양한 분야에서 협력을 확대하고 있다. 앤트로픽은 데이터 이동과 전력 소모를 최소화하는 차세대 AI 반도체인 zHBM 구조와 커스텀 AI 칩을 필요로 하고 있다. 이에 따라 양사는 공동으로 온프레미스 AI 솔루션을 개발하고 설계·제조 협력을 추진 중이다. 삼성은 앤트로픽 모델 기반 에이전틱 AI를 개발해 AI 설계 방법론을 반도체 설계 및 양산 고도화에 적용하는 것도 준비 중이다.
이처럼 선단 공정에서 고객들이 늘어나고 있지만 파운드리 사업부의 흑자 전환은 아직 쉽지 않을 전망이다. 한진만 삼성전자 파운드리 사업부장은 최근 직원들을 대상으로 하는 설명회에서 올해와 내년 흑자 전환이 쉽지 않고 2028년에는 가능할 것이라고 밝히기도 했다. 파운드리 사업부 흑자 전환을 위해서는 수율을 높이고 수익성이 높은 고객을 확보해야 하기 때문이다. 미국에 건설 중인 테일러 팹의 건설을 마치고 가동이 본궤도에 오르는 것도 중요하다.
최근 삼성전자 파운드리의 호조가 TSMC의 생산 캐파 부족에 따라 생긴 기회라는 설명도 나온다. TSMC가 캐파 확장에 그동안 소극적이었는데 AI 인프라 붐으로 첨단 공정과 패키징에 대한 수요가 급격히 커지면서 삼성전자와 인텔에 기회가 왔다는 것이다.
한 반도체 업계 관계자는 "삼성전자 파운드리 선단 공정에 고객들의 주문이 밀려들면서 이미 주문을 하고 있는 기존 업체들도 물량 확보가 늦어질까 우려하고 있다"며 "지금 TSMC의 유일한 대안은 삼성전자 파운드리이기 때문"이라고 설명했다.
TSMC의 선단 공정(2나노·3나노)을 이용하기 위해 AI 가속기 업체들과 애플, 퀄컴, 미디어텍 등 주요 기업들이 경쟁하고 있다. 첨단 AI 반도체와 HBM을 하나로 패키징하는 CoWoS(칩온웨이퍼온서브스트레이트) 공정은 더 병목 현상이 심하다. 엔비디아, 구글, 아마존, AMD, 오픈AI 등이 한정된 CoWoS를 확보하기 위해 경쟁하는 상황이다. 새롭게 자체 AI 칩을 만들기 시작한 앤트로픽은 TSMC의 선단 공정과 CoWoS 캐파를 확보하기 어려웠을 것이라는 분석이다.
최근 구글이 TPU(텐서처리장치)의 일부인 메모리 입출력 다이를 삼성전자 파운드리에 맡기는 방안을 검토했다는 보도가 나오는 것도 TSMC의 생산 능력 한계 때문이라는 해석이 나오고 있다.
TSMC에는 중요도가 더 높은 컴퓨트 다이 생산을 맡기고 이를 메모리 입출력 다이와 패키징해 만드는 것이 구글의 전략이라는 분석이다.
인텔도 CoWoS 캐파 부족으로 인한 수혜를 보고 있다. 최근 구글이 차세대 TPU에서 인텔의 EMIB-T(임베디드멀티다인터커넥트브리지-T)를 사용하겠다는 보도가 나온 것도 CoWoS를 우회하면서도 비용과 성능 전반을 개선할 수 있는 대안으로 부각하고 있기 때문이다.
[이덕주 기자]
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