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글로벌 빅테크 기업들이 고성능 메모리 반도체를 확보하기 위해 삼성전자(005930) 반도체 위탁생산(파운드리)의 문을 두드리고 있다. 전 세계적인 인공지능(AI) 인프라 구축 열풍으로 고대역폭메모리(HBM) 등 필수 칩 공급 부족이 심화하자 메모리와 파운드리 공정을 일괄 처리할 수 있는 삼성전자의 ‘턴키(Turn-key)’ 솔루션이 대안으로 떠오른 것이다. 업계에서는 이러한 시장 상황이 비메모리 사업의 적자 고리를 끊고 실적 반등을 이끌 기회가 될 것으로 내다보고 있다.

12일 사아다쿨 업계와 외신에 따르면 중국의 틱톡 모회사 바이트댄스는 자체 AI 칩 개발을 추진하며 삼성전자와 파운드리 협력을 논의 중인 것으로 알려졌다. 바이트댄스는 AI 추론용 칩인 코드명 ‘시드칩(SeedChip)’을 3월 말까지 확보한다는 목표 아래 삼성전자 파운드리 라인 활용을 검토하고 있다는 전언이다. 초기 물량은 10만 개 수준이며 향후 35만 개까지 늘어날 오션파라다이스게임 것으로 예상된다.

이번 협상 과정에서 눈여겨볼 대목은 바이트댄스가 삼성전자 측에 메모리 칩 공급 가능성을 함께 타진했다는 소식이다. 로이터통신은 복수의 소식통을 인용해 바이트댄스가 삼성과의 협상에서 메모리 칩 공급에 대한 접근권도 논의 테이블에 올렸다고 보도했다. 현재 HBM을 비롯한 고성능 메모리는 품귀 현상을 바다이야기게임 빚고 있다. 이에 따라 바이트댄스가 파운드리 물량을 맡기는 조건으로 귀한 메모리 반도체를 안정적으로 수급하려는 전략을 짰다는 분석이 나온다. 삼성전자는 메모리 반도체와 파운드리 사업부를 모두 보유한 세계 유일의 종합반도체기업(IDM)이다. 설계한 칩을 제때 받는 것은 물론 구하기 힘든 고성능 메모리까지 확보할 수 있다는 점이 매력적으로 작용했을 것이란 해 바다이야기슬롯 석이다.



메모리 쥐락펴락 삼성만의 무기설계부터 패키징까지 일괄 생산






세계 최초 3나노 파운드리를 양산한 삼성전자 임직원들이 모바일릴게임 웨이퍼를 들고 있다. 삼성전자



이러한 ‘패키지 딜’ 가능성은 기술 패권 경쟁의 틈새를 파고든 삼성전자의 승부수와 맞닿아 있다. 대만의 TSMC가 파운드리 시장을 장악하고 있지만 그들은 메모리를 생산하지 않는다. 반면 AI 가속기는 로직 칩과 메모리 칩의 결합이 필수적이다. HBM과 GPU를 하나의 패키지로 묶는 이종 집적 기술이 중요해질수록 메모리와 로직 칩 생산을 한 지붕 아래서 수행하는 삼성의 효율성이 부각될 여지가 크다.

바이트댄스 역시 올해 AI 관련 조달에만 약 1600억 위안(33조 6000억 원)을 집행할 계획인 것으로 전해진다. 이 막대한 자금 중 상당 부분이 엔비디아 칩 구매와 자체 칩 개발에 투입될 전망이다. 업계 관계자는 “TSMC의 생산 라인이 포화 상태인 상황에서 바이트댄스가 대안을 찾는 동시에 메모리 수급 불안까지 해소하려는 전략적 선택을 했을 가능성이 높다”고 진단했다. 다만 바이트댄스 측은 자체 칩 프로젝트 관련 보도가 정확하지 않다는 입장을 내놨으며 삼성전자 또한 고객사 관련 사안에 대해 확인해 줄 수 없다는 원론적인 태도를 보이고 있다.

일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)의 행보도 삼성전자 파운드리에 긍정적인 신호를 보내고 있다. 머스크는 최근 소셜미디어를 통해 자율주행 칩 ‘AI5’ 설계가 막바지에 달했으며 차기작인 ‘AI6’ 설계도 초기 단계에 진입했다고 밝혔다.

머스크는 “AI5 칩 설계는 거의 완료됐고 AI6 칩 설계도 시작됐다”며 “AI7·AI8·AI9로 이어지는 설계 주기를 9개월로 단축할 것”이라고 언급했다. 이는 과거 3년가량 걸리던 개발 주기를 획기적으로 줄이겠다는 의지로 풀이된다. 이를 현실화하기 위해서는 안정적인 대량 생산 능력을 갖춘 파운드리 파트너가 필수적이다. 시장에서는 삼성전자가 미국 텍사스주 테일러 공장 등에서 2나노(㎚·10억분의 1m)에서 3나노 급 선단 공정을 통해 테슬라의 차세대 칩을 생산할 것으로 보고 있다.

특히 머스크가 언급한 “세계 최고 생산량”을 맞추기 위해서는 TSMC의 생산 능력만으로는 부족할 것이라는 시각이 우세하다. 머스크는 지난해 10월 실적 발표 당시 삼성전자와 TSMC가 모두 AI5 작업을 수행할 것이라고 언급하며 삼성전자의 생산 참여를 기정사실화한 바 있다. 이재용 삼성전자 회장이 지난해 미국 출장길에 머스크를 만나 포괄적 협력 방안을 논의한 점도 수주 가능성에 힘을 싣는다. 테슬라의 자율주행 칩은 차량뿐 아니라 휴머노이드 로봇과 대규모 AI 모델 구동에도 쓰이는 핵심 부품이다. 삼성전자가 테슬라 물량을 안정적으로 소화한다면 파운드리 공정의 신뢰도를 입증하는 결정적 계기가 될 전망이다.



테슬라 닌텐도 등 고객사 다변화비메모리 적자 탈출 신호탄 쏜다






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삼성전자 파운드리의 수주 현황을 살펴보면 고객사 다변화 흐름이 감지된다. 삼성은 테슬라의 차세대 자율주행용 칩뿐만 아니라 닌텐도의 테그라 통합 칩셋(SoC)·애플의 아이폰용 차세대 이미지센서(CIS)·암바렐라의 엣지 AI 시스템온칩(SoC)·IBM의 차세대 데이터센터용 ‘파워11’ 칩·인텔의 플랫폼 컨트롤러 허브(PCH) 칩 등을 수주했거나 생산 협의 중인 것으로 파악된다.

특히 애플의 이미지센서 수주는 까다로운 품질 기준을 통과했다는 점에서 의미가 적지 않다. 닌텐도와 같은 콘솔 게임기 시장의 강자부터 IBM과 같은 서버 칩 강자까지 고객 포트폴리오가 넓어지고 있는 셈이다. 이는 모바일 애플리케이션 프로세서(AP)에 편중됐던 사업 구조가 고성능 컴퓨팅(HPC)과 전장(오토모티브) 분야로 확장되고 있음을 시사한다.

이러한 수주 확대는 삼성전자 비메모리 사업의 수익성 개선으로 이어질 것으로 기대된다. 증권가 추정에 따르면 삼성전자 파운드리와 시스템LSI사업부는 지난해 6조 원대의 영업손실을 기록했을 것으로 추산된다. 올해 역시 2조 7000억 원에서 3조 5000억 원 규모의 적자가 예상되지만 적자 폭은 점차 줄어들 것이란 관측이다. 테슬라와 바이트댄스 등 빅테크 물량이 본격적으로 양산 궤도에 오르는 시점부터 가동률이 상승하고 고정비 부담이 완화될 것으로 보이기 때문이다.

삼성전자는 메모리 시장의 호황과 파운드리 수주 확대를 연계해 시너지를 극대화한다는 구상이다. 메모리 공급 부족 상황이 당분간 지속될 것으로 보이는 만큼 칩 생산과 메모리 공급을 연계한 삼성만의 영업 전략은 더욱 힘을 받을 것으로 예상된다. TSMC가 독주하는 파운드리 시장에서 삼성전자가 메모리라는 강력한 무기를 앞세워 의미 있는 점유율 격차 축소를 이뤄낼지 업계의 이목이 쏠리고 있다.





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서종갑 기자 gap@sedaily.com