삼성전자 파운드리(반도체 위탁생산) 사업이 수년간 이어진 부진을 딛고 반등의 실마리를 잡고 있다. 테슬라와 엔비디아 등 주요 빅테크 기업과의 협력 확대 움직임에 더해 AMD까지 잠재 고객으로 거론되면서 '적자의 늪'에 빠졌던 비메모리 사업이 구조적 전환점에 진입했다는 평가가 나온다. 삼성전자 파운드리 사업의 재도약 흐름은 올해 들어 뚜렷해지고 있다. 우선, 지난 17일 미국 새너제이에서 열린 엔비디아의 연례 개발자 콘퍼런스 'GTC 2026'에서 엔비디아는 추론 특화 인공지능(AI) 가속기인 '그록 3 언어처리장치(LPU)'를 공개하면서 삼성전자와 협력 부분을 특별히 언급했다. 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 이날 “삼성이 우리를 위해 '그록3 LPU' 칩을 제조하고 있다"며 “감사의 뜻을 전하고 싶다"고 밝혔다. 이는 삼성 파운드리가 기존 게임용 그래픽처리장치(GPU)를 넘어 엔비디아의 AI 반도체 생산까지 맡으며 협력 범위를 확대했음을 의미한다. 삼성 파운드리는 올해 3분기 그록3를 출하할 계획이다. 한진만 삼성전자 파운드리사업부장(사장)은 GTC 현장에서 “현재 평택사업장에서 4나노(nm·1nm는 10억분의 1m) 공정으로 그록3를 생산하고 있다"며 “올해 예상보다 많은 주문이 들어왔다"고 설명했다. 앞서 삼성전자는 테슬라로부터 약 23조원 규모의 AI6 자율주행 칩 수주를 확보한 바 있다. AI6은 테슬라의 완전 자율주행(FSD) 기능 고도화는 물론 로봇·AI 모델 운용에 핵심적인 역할을 맡을 차세대 고성능 칩이다. 여기에 AMD까지 가세할 가능성이 제기되면서 시장의 관심은 한층 커지고 있다. 테슬라·엔비디아에 이어 AMD까지 더해질 경우 삼성 파운드리의 고객 포트폴리오는 급격히 다변화될 전망이다. 리사 수 AMD CEO는 지난 18일 삼성전자 평택캠퍼스를 방문해 전영현 디바이스솔루션(DS)부문장(부회장) 등 경영진과 차세대 AI 메모리 및 컴퓨팅 기술 협력 확대를 위한 업무협약(MOU)을 체결했다. 실무 차원의 합의를 마친 수 CEO는 이후 삼성그룹 영빈관인 승지원으로 이동해 이재용 삼성전자 회장과 만찬을 갖고 AI 반도체 전반에 걸친 '빅테크 동맹'의 깊이를 더했다. 양사는 그동안 고대역폭메모리(HBM)를 축으로 협력관계를 이어왔다. 삼성전자는 AMD에 HBM3E(5세대) 12단 제품을 공급 중이다. HBM 시장 주도권 강화를 노리는 삼성과 AI 가속기 시장에서 점유율 확대를 꾀하는 AMD의 이해관계가 맞아 떨어진 데 따른 영향이다. 차세대 제품인 HBM4(6세대)에서도 양사는 협업을 지속한다. 삼성전자는 “AMD AI 가속기에 탑재되는 HBM4 우선 공급업체로 지정됐다"며 “AMD의 차세대 AI 가속기 'Instinct MI455X' GPU에 HBM4를 본격 탑재할 계획"이라고 설명했다. 수 CEO의 이번 방문은 파운드리 협력 가능성까지 열어두는 계기가 될 수 있다는 점에서 주목된다. 삼성전자가 최근 글로벌 빅테크를 상대로 선단 공정 수주를 확대하는 가운데, AMD까지 고객사로 확보할 경우 사업 기반이 한층 강화될 전망이다. 삼성전자 관계자는 “AMD의 차세대 제품을 위탁 생산하는 파운드리 협력에 대해서도 논의해 나가기로 했다"고 밝혔다. 그간 삼성 파운드리는 매 분기 수조원대 적자를 기록하며 '아픈 손가락'으로 불려왔다. 첨단 공정에서의 수율 문제와 주요 고객사 이탈, 그리고 대만 TSMC에 비해 열위에 놓인 시장 지위 등이 복합적으로 작용한 결과다. 실제 글로벌 파운드리 시장은 TSMC의 독주 체제가 굳건한 상태다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난해 전 세계 파운드리 시장에서 TSMC는 점유율 69.9%로 1위 자리를 공고히 했다. 삼성은 2위(7.2%)를 유지했지만 양사 간 점유율 격차는 2024년 55%포인트에서 지난해 62.7%포인트로 더 벌어졌다. 하지만 최근 흐름은 과거와 다른 양상을 보이고 있다. AI 반도체 수요가 폭발적으로 증가하면서 빅테크 기업들이 공급망 다변화에 나서고 있기 때문이다. TSMC의 생산라인이 사실상 포화 상태에 이르면서 고객사들이 높은 의존도를 줄이려는 움직임도 감지된다. 특정 파운드리에 대한 의존도를 낮추고 생산 리스크를 분산하려는 전략이 확산되면서 삼성전자에도 새로운 기회가 열리고 있다는 분석이다. 이수림 DS투자증권 연구원은 “빅테크 업체들의 주문형반도체(ASIC) 출하가 본격화되는 가운데 TSMC 선단공정 공급 부족이 지속되며 삼성 파운드리로의 주문 분산 가능성이 높아지고 있다"고 밝혔다. 특히 삼성전자가 게이트올어라운드(GAA) 기반 3나노 공정을 세계 최초로 도입한 데 이어 차세대 2나노 공정 개발에도 속도를 내고 있다는 점은 기술 경쟁력 측면에서 긍정적 요인으로 평가된다. 이는 향후 고객사 확보의 핵심 변수로 작용할 전망이다. 그간 약점으로 지적돼온 수율 역시 점진적으로 개선되고 있는 것으로 알려지며, 수주 확대에 우호적인 환경이 조성되고 있다는 관측이다. 이런 상황 속 AMD까지 고객사로 확보할 경우 파급력은 상당할 것으로 예상된다. AMD는 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU), AI 가속기를 아우르는 핵심 반도체 기업으로, 첨단 공정 수요가 높은 대표 고객사로 꼽힌다. 삼성전자가 AMD 물량을 유치할 경우 단순한 매출 확대를 넘어 기술력과 신뢰도를 동시에 입증하는 계기가 될 수 있다는 평가다. 업계에서는 삼성 파운드리 사업이 빠르면 올 하반기 흑자 전환에 성공할 것이라는 공감대가 형성되고 있다. 업황 부진과 초기 투자 부담으로 이어진 적자 구조에서 벗어나, AI 반도체 수요 확대와 신규 고객 확보가 맞물리며 실적·기술·고객이 동시에 개선되는 변곡점에 진입할 것이라는 전망이다. 김윤호 기자 kyh81@ekn.kr

2026-03-19 08:33 김윤호 기자 kyh81@ekn.kr