삼성전자 파운드리 사업부가 테슬라 등 빅테크 기업뿐 아니라 미국·일본·중국·한국의 중소형 팹리스와의 협업을 확대하며 고객 기반을 넓히고 있다. 수년간 조단위 적자가 이어졌던 사업부의 체질 개선 필요성이 지적돼온 가운데, 최근 고객군 다변화 흐름이 뚜렷해지면서 실적 개선 기대도 커지고 있다.



삼성전자가 미국 텍사스주 테일러시에 짓고 있는 첨단 파운드리(반도체 위탁생산) 공장./삼성전자 제공


17일 관련 업계에 따르면 삼성전자는 최근 미국 인공지능(AI) 스타트업 차보라이트의 옴니 프로세싱 유닛(OPU) 칩을 4나노(SF4X) 공정에서 생산하기 시작했다. OPU는 CPU 릴게임5만 (중앙처리장치)·GPU(그래픽처리장치) 연산 요소를 통합해 AI·고성능 연산을 처리하는 차세대 프로세서다. 삼성전자는 지난해 말부터 고성능용 4세대 4나노(nm·1나노=10억분의 1m) 라인 양산을 추진해왔다.
삼성은 이보다 앞서 테슬라·애플과 2나노 공정 기반 협력을 진행 중이다. 국내에서는 AI 팹리스 딥엑스와 자율주행 반도체 기업 암 바다이야기모바일 브렐라가 삼성의 첨단 공정을 선택했으며, 일본 프리퍼드네트웍스(PFN)도 2나노 기반 신규 수주를 맡기며 고객군이 확대되는 모습이다. AI 확산으로 고성능 칩 수요가 증가하면서 첨단 공정 고객군이 빅테크에서 중소형 팹리스까지 넓어지고 있다는 분석이다.
중국에서도 새 수요가 유입되고 있다. 암호화폐 채굴업체 마이크로BT와 카난은 삼성전자에 릴게임오션파라다이스 2나노 주문형반도체(ASIC) 생산을 맡겼으며, 마이크로BT 물량은 이미 양산 단계에 들어간 것으로 알려졌다. ASIC은 특정 용도에 최적화된 칩으로, 채굴용 ASIC은 회로 구조가 단순해 초기 첨단 공정의 가동률 확보에 유리하다는 평가가 있다.
글로벌 파운드리 공급 구조 변화도 삼성전자를 향한 수요 이동을 뒷받침한다.
바다이야기 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 TSMC는 올해 2분기 기준 글로벌 파운드리 시장 점유율 70.2%를 기록하며 압도적 1위를 유지하고 있다. 애플·엔비디아 등 대형 고객 중심으로 3나노 라인을 운영 중인데, 첨단 공정은 이미 풀가동에 근접해 신규 물량을 받기 어려운 상황이 이어지고 있다. 이로 인해 중소형 팹리스는 납기·가격 부담이 커졌고, 상대적으로 여유 릴게임 있는 라인과 가격 유연성을 확보한 삼성전자가 ‘대안’으로 부상하고 있다는 평가다.
삼성전자는 올해 영업·기술 양면에서 수주 확대에 속도를 내고 있다. 회사는 지난 3월 TSMC 출신 마가렛 한 부사장을 미국 파운드리 영업 총괄로 선임해 북미 영업을 강화했다. 기술 안정화 역시 고객 유입 배경으로 꼽힌다. 삼성전자는 2022년 세계 최초로 3나노에 GAA(게이트올어라운드) 공정을 적용했지만 초기 수율 부진으로 고객 이탈을 겪기도 했다. 이후 삼성은 기술 안정화에 우선순위를 두고 2나노 수율 개선에 집중해왔으며, 최근 공개한 3분기 분기보고서에서 2나노 공정의 성능 개선치를 처음 명시하며 기술 진척 상황을 시장에 제시했다.
가격 요인도 삼성으로의 고객 이동을 자극하고 있다. TSMC의 차세대 공정 가격 인상 가능성이 거론되는 가운데, 삼성은 상대적으로 유연한 가격 조건과 공급 대응력을 제시하며 신규 수주를 확보하고 있다는 분석이다. 테슬라가 차세대 AI6 칩 상당량을 삼성에 맡긴 결정에도 이런 요소가 반영된 것으로 업계는 보고 있다.
다만 향후 삼성의 실적 회복 여부는 2나노 수율 안정화에 달렸다는 것이 업계의 전망이다. 통상 일반적으로 수율 60% 이상을 양산 적합 기준으로 본다. 반도체 업계 관계자는 “삼성이 2나노 수율을 일정 수준까지 끌어올리면 4분기부터 가동률 정상화 흐름이 가시화될 수 있다”며 “AI·채굴·자율주행 등 신규 팹리스 수요가 이어지는 만큼, 첨단 공정 기반 외형 확장도 가능할 것”이라고 말했다.
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