테슬라가 차세대 AI(인공지능)칩 양산 계획을 구체화하면서 삼성 파운드리 사업에 대한 기대감이 커진다. 삼성전자의 미국 테일러 공장은 테슬라 차세대 AI칩의 핵심 생산 거점으로 활용될 전망이다. 특히 최근 첨단 공정 가동률이 높아진 상황에서 테슬라와 협력 강화는 파운드리 실적 반등의 전환점이 될 것으로 보인다.
22일(현지시간) 열린 테슬라의 2026년 2분기 실적 발표에서 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 "AI5는 내년 중반쯤 본격적인 대량 생산에 들어갈 것으로 예상된다"며 "AI5는 빠른 속도로 개발이 진전되고 있다"고 밝혔다.
AI5는 테슬라의 차세대 AI칩으로 테슬라가 양산을 준비 중인 휴머노이드 로봇 '옵티머스'에 우선 탑재될 계획이다. 생산은 삼성 파운드리와 TSMC가 나눠 맡는다. 삼성전자는 지난해 테슬라와 약 22조7000억원 규모의 파운드리 공급계약을 체결하며 테슬라의 핵심 파트너가 됐다.
특히 삼성 파운드리는 미국 텍사스주 테일러 공장에서 2나노 첨단 공정을 활용해 AI5 양산을 준비 중이다. AI5는 최근 테이프아웃(설계 완료)을 마친 상태다. 이후 시제품 제작과 성능 검증, 수율 안정화 등을 거쳐 내년 중반부터 대량 생산 체제를 갖출 것으로 전망된다. 앞서 머스크 CEO는 AI5를 두고 '역사상 가장 많이 생산된 AI칩 중 하나가 될 것'이라고 평가한 바 있다.
머스크 CEO는 이날 "협력업체들은 옵티머스와 로보택시 등을 지원하기 위해 막대한 투자를 이미 진행했다"며 "특히 삼성과 TSMC는 각각 텍사스와 애리조나에 반도체 공장을 짓고 있고, 옵티머스와 로보택시에 필요한 AI 연산 역량을 구축하기 위해 수백억달러를 투자하고 있다"고 설명했다.
아울러 "칩 개발 측면에서는 모든 일이 매우 순조롭게 진행되고 있다"며 "다시 한번 TSMC와 삼성, 그리고 마이크론의 지원에 감사드린다"고 말했다. 테슬라와 같은 대형 고객사의 제품을 안정적으로 양산할 경우 신규 고객 확보에도 긍정적인 영향을 미칠 전망이다. 삼성 파운드리의 기술 경쟁력과 생산 역량을 입증할 기회라는 평가다.
삼성전자 테일러 공장에서 AI5의 후속 제품인 AI6도 생산될 계획이다. 머스크 CEO는 "AI6는 세계 최고의 엣지 컴퓨팅 칩이 될 것이라고 생각한다"고 말했다. 테슬라에서 공급망을 담당하는 칸 부디라지 부사장은 "삼성의 반도체 공장은 앞으로 진행될 프로젝트에 상당 부분 활용될 것"이라고 말했다.
테슬라의 AI칩 로드맵이 구체화되는 가운데 삼성 파운드리의 실적 개선 기대감도 커지고 있다. 이미 파운드리 사업의 수익성과 직결되는 핵심 지표인 가동률은 빠르게 올랐다. 특히 4나노(㎚·10억분의 1m) 공정은 사실상 풀캐파(생산능력 최대치) 수준으로 가동되고 있다.
가동률 상승은 HBM(고대역폭메모리)4 양산 확대와 AI 추론 칩 수요 증가가 배경으로 꼽힌다. 삼성전자는 HBM4·HBM4E에 자체 파운드리 4나노 공정을 적용한 로직 다이를 탑재하고 있다. HBM 시장이 빠르게 성장하면서 파운드리 공정의 수요 역시 더 확대될 것으로 전망된다.
또 AI 시장의 무게중심이 학습에서 추론으로 이동하면서 글로벌 빅테크의 AI 추론 칩 수요도 빠르게 늘고 있다. 대표적으로 엔비디아의 베라 루빈 플랫폼에 탑재되는 그록3 LPU(언어처리장치)가 삼성 파운드리 4나노 공정에서 생산되고 있다.
업계 관계자는 "최근 삼성 파운드리사업부는 주요 공정의 가동률이 회복되면서 실적 개선에 청신호가 켜졌다"며 "AI 시장이 빠른 속도로 확대되고 맞춤형 AI칩(ASIC) 수요가 증가함에 따라 파운드리의 전략적 중요성도 한층 커질 것"이라고 말했다.