테슬라 AI칩 공급 구도 가시화...삼성 파운드리 수주 확대 가능성도

삼성전자가 미국 텍사스주 테일러 파운드리 공장 가동을 앞두고 극자외선(EUV) 노광 장비 시험 가동에 착수했다. 테슬라의 차세대 자율주행 AI5 칩 생산을 앞두고 선단 공정 준비에 속도를 내는 만큼 파운드리 사업 반등 가능성도 커지는 분위기다.

20일 업계에 따르면 삼성전자는 오는 3월부터 테일러 1공장에 EUV 노광 장비 시험 가동에 들어갈 예정인 것으로 알려졌다. 회사는 식각·증착 장비를 차례로 들여와 올 하반기 본격 가동에 나선다는 방침이다.

특히 테일러 공장의 주력 생산 품목이 될 전망인 테슬라 차세대 AI칩 수주에 대응하기 위해 테일러 팹을 중심으로 첨단 공정 수요를 확보하고 있는 것으로 전해진다. 테일러 공장은 2나노(nm·10억분의 1m) 게이트올어라운드(GAA) 공정의 핵심 생산 기지로 육성될 전망이다.

삼성전자는 지난 2025년 7월 23조원 규모의 테슬라 자율주행 칩 AI6 수주 계약을 따냈다. 삼성전자는 올해 가동 예정인 텍사스주 테일러 공장 등에서 2나노급 선단 공정을 통해 테슬라 AI5와 AI6 칩을 생산할 것으로 계획이다.

특히 최근 테슬라가 AI5 칩의 설계가 거의 완료됐다고 언급하면서 삼성전자 파운드리의 반등 기대감도 커지는 모습이다. 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 지난 18일(현지시간) 사회관계망서비스(SNS)를 통해 "AI5 칩 설계는 거의 완료됐다"며 "AI6칩 (설계)도 초기 단계에 돌입했다"고 밝혔다.

더욱이 머스크가 차세대 AI칩에 대해 '세계 최대 물량'과 '9개월 단위 설계 주기'를 공언하면서 업계의 시선도 달라지고 있다. 그간 업계에서는 AI5 물량이 TSMC에 배정될 것이라는 전망이 우세했으나 삼성이 담당해야 할 물량도 늘어날 것이라는 분석이 제기되고 있다. AI3·AI4의 개발·양산 주기는 그간 3년 가량이 소요됐으나 AI5부터 대폭 단축하겠다는 의지로 해석된다.

아울러 삼성전자는 파운드리 사업 부문에서 지난해 애플의 차세대 아이폰에 탑재될 이미지센서도 수주하는 등 사업 범위를 넓혀가고 있다. 삼성전자는 파운드리와 시스템LSI 사업을 합친 비메모리 부문에서 지난해 6조원 가량의 적자를 낸 것으로 추정되나 이 같은 수주 확대 움직임을 계기로 실적 개선을 이룰 것이라는 목소리가 커지고 있다.

이러한 움직임은 이재용 삼성전자 회장의 글로벌 경영 행보에서도 나타난다. 이 회장은 지난해 12월 미국 출장에서 머스크를 만나 포괄적인 기술 협력 방안을 논의했으며 AMD, 메타, 인텔, 퀄컴, 버라이즌 등 주요 빅테크 고객사 CEO들과 연쇄 회동했다.

업계 관계자는 "테슬라가 차세대 AI칩 설계 역량을 빠르게 끌어올리면서 내부 조율 과정을 거쳐 9개월 수준의 양산 주기를 언급한 것으로 해석된다"라며 "AI5는 TSMC와 삼성전자가 함께 맡기로 한 만큼 물량이 일정 부분 분산될 수는 있으나 특정 업체가 물량을 가져간다고 보기는 어렵다"고 말했다.

이어 "삼성전자 파운드리도 선단 공정 중심으로 수율과 고객 신뢰도가 개선되면서 중장기적으로 수익성 회복이 기대된다"며 "EUV 공정이 선단 노드에서 활용되는 만큼, 테슬라 AI 칩에도 관련 기술이 적용될 것"이라고 말했다.