삼성전자가 테슬라 자체 인공지능(AI) 반도체 칩 'AI5' 생산을 대만 TSMC와 함께 진행한다. 기존 TSMC 독점 체제에 변화가 생기며 양사 간 새로운 경쟁 구도가 형성되는 모습이다. 삼성전자는 'AI5'의 생산거점으로 유력한 미국 테일러 공장이 본격적으로 가동되기 전에 최신 2나노(nm) 공정 수율을 안정화하는데 주력하는 분위기다.

26일 업계에 따르면 삼성전자는 그동안 TSMC가 단독 진행하던 테슬라의 자체 AI 반도체 칩 'AI5' 생산에 참여한다. 삼성전자의 구체적인 생산 규모나 TSMC와의 분담 비율은 공개되지 않았다. 삼성전자는 그동안 낮은 수율과 성능 문제로 TSMC 대비 시장 점유율·기술 성숙도에서 격차가 있다는 지적을 받아왔다.

업계에서는 이번 계약이 삼성 파운드리 사업에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 내다보고 있다. 파운드리 및 시스템LSI 사업부는 상반기에 2조원대의 적자를 낸 바 있다. 이번 수주가 당장 실적에 반영되지는 않더라도 향후 공정 안정화와 고객 다변화 측면에서 실적 개선의 발판이 될 것이라는 의견이다.

다만 일각에서는 여전히 TSMC가 메인 공급사며 삼성전자가 '추가' 혹은 '일부 물량'을 담당할 가능성이 높다는 분석이 따른다. 결국 어느 정도 규모로 물량을 확보하는지가 경쟁 구도의 핵심 변수가 될 전망이다.

특히 삼성전자 테일러공장의 생산 안정화 속도와 수율 확보가 TSMC와의 파운드리 경쟁에서 주요 과제로 꼽힌다. 테일러팹은 당초 2024년 완공 예정이었으나 고객사 미확보로 공사가 지연됐었다. 장비 반입 일정과 수율 안정화 과정을 고려할 때 실질적인 양산은 내년 말쯤 가능할 것이라는 의견이 우세하다.

특히 테일러공장은 2나노 공정을 양산할 계획인 만큼 이번 테슬라 AI칩 양산 경험을 확보하면 기술 신뢰도를 한층 끌어올릴 수 있을 것으로 기대된다. 삼성전자의 2나노 공정 수율은 50%를 넘어 내부 목표치의 85%를 달성한 것으로 업계에서는 추정하고 있다. 삼성전자는 내년 초 양산 수율을 60% 이상으로 끌어올리는 것을 목표로 공정 개선 작업 중이다.

가격 경쟁력 역시 양사 간 경쟁의 한 축이 될 전망이다. 최근 TSMC는 2나노 웨이퍼 생산 단가를 장당 3만달러 수준으로 책정하며 전 세대 대비 50% 이상 인상했다. 반면 삼성전자는 약 2만달러 수준으로 가격을 낮추는 등 적극적으로 영업에 나서는 모습이다. 업계 관계자는 "삼성전자 테일러공장 가동률이 빠르게 안정되고 글로벌 시장에서 신규 수주가 늘어난다면 파운드리 사업의 본격적인 턴어라운드를 기대할 수 있을 것"이라고 말했다.