삼성·테슬라 자율주행 동맹 강화
미국의 전기차 업체인 테슬라가 차세대 자율주행 칩 ‘HW 5.0’의 생산을 사실상 삼성전자에 맡기기로 결정했습니다. 이재용 삼성전자 회장이 테슬라 CEO인 일론 머스크와의 회담에서 반도체 수탁 생산에 대한 설득을 성공시켰다고 전해졌습니다. 이로 인해 삼성전자와 테슬라의 자율주행 관련 협력이 강화되고 있다는 평가가 이루어지고 있습니다.
반도체 업계에 따르면 테슬라는 HW 5.0 칩의 파운드리(반도체 생산공장) 물량을 삼성전자에 맡기기로 결정했습니다. HW 5.0은 테슬라가 주력으로 개발 중인 차세대 자율주행 반도체로, 약 2년 후부터 테슬라의 프리미엄 차량에 적용될 예정입니다.
테슬라는 반도체 공장을 보유하고 있지 않기 때문에, 자율주행 칩 개발 단계부터 삼성전자와 같은 파운드리 업체와의 협업을 진행하고 있습니다. 이를 통해 삼성전자와 테슬라의 자율주행 관련 동맹이 강화되고 있는 것으로 알려져 있습니다.
테슬라 차세대 자율주행칩 삼성 파운드리가 만든다
지난해 HW 5.0 개발 초기에는 테슬라가 대만의 TSMC를 독점적인 파운드리 파트너로 선택했습니다. 그러나 최근 2~3개월 전부터 분위기가 변화되었습니다. 삼성전자는 4㎚ 등 최첨단 공정 수율을 TSMC와 유사한 수준인 75%까지 개선하여 HW 5.0 파운드리 수주를 위한 기반을 마련했습니다.
이재용 삼성전자 회장은 지난 5월에 미국 실리콘밸리 삼성전자 북미 반도체연구소에서 테슬라 CEO인 일론 머스크와 회동을 가졌으며, 가격과 서비스 등에 관련된 ‘거부하기 힘든 조건’을 제안한 것으로 알려졌습니다.
계약에 관련된 다수의 관계자들은 “테슬라가 이 회장의 제안을 수락하기로 결정했다”며 “삼성전자와 TSMC를 복수의 공급업체로 선정하는 방안과 삼성전자에 100% 위탁하는 방안 사이에서 고민 중”이라고 전했습니다.
테슬라, 견고한 TSMC와의 협력
테슬라는 약 1년 전 HW 5.0 개발을 시작할 때 대만 TSMC와 파운드리 협력을 맺은 것으로 알려져 있습니다. 이로 인해 삼성전자는 협력 관계의 위기에 직면하게 되었습니다. 삼성·테슬라의 협력은 모델 S·X 차량에 사용되는 HW 4.0까지 약 10년 이상 이어져 왔었기 때문에 협력이 무너짐에 따라 큰 문제로 여겨졌습니다.
당시 테슬라가 TSMC를 선택한 이유에는 이유가 있었습니다. HW 5.0용 파운드리 공정에서 대만 TSMC의 수율(양품 비율)이 ‘삼성보다 우수하다’는 평가가 있었습니다. 수율이 낮으면 비용이 증가하고 칩 조달에 문제가 발생할 수 있기 때문에, 이러한 이유로 테슬라의 CEO인 일론 머스크는 의리보다는 실리인 TSMC를 선택한 것으로 알려져 있습니다. 테슬라와 TSMC는 최근까지도 HW 5.0 칩의 개발에 대한 논의를 계속하고 있었습니다.
TSMC의 약점을 파고든 삼성 파운드리
기업들이 칩을 개발하고 파운드리 업체에서 양산까지 이르는 과정은 일반적으로 3년 이상의 시간이 소요됩니다. 그러나 삼성전자는 이러한 점에 대해 극복해왔습니다. 우선, 삼성전자는 TSMC에 비해 상대적으로 약점으로 여겨졌던 최첨단 4㎚ 및 5㎚ 공정의 수율을 향상시켰습니다.
최근 반도체 업계에서는 삼성전자의 4㎚ 공정 수율을 75% 이상, 5㎚ 공정 수율을 80% 이상으로 추정하고 있습니다. 이는 TSMC의 4㎚ 공정 수율이 80% 수준인 것을 고려할 때 “격차가 사라졌다”는 평가를 받고 있습니다.
계약에 관련된 관계자는 “이재용 회장이 테슬라에게 맞춤형 기술과 매력적인 가격을 제시하여 TSMC에 의존하는 머스크를 흔들었다”며 “테슬라가 TSMC와의 협력을 고려할 때 현재로서 삼성과 TSMC가 물량을 분담할 가능성이 크다”고 설명하였습니다.
세계 최초 GDDR7 D램 개발. “AI·자율주행 활용”
한편, 삼성전자가 업계 최초로 ’32Gbps GDDR7 D램’을 개발했다고 19일 발표했습니다. 이 제품은 차세대 그래픽 시장 성장을 주도하며 기술 리더십을 강화하는 데에 기여할 것으로 예상됩니다.
32Gbps GDDR7 D램은 고성능과 저전력 특성을 갖추고 있으며, 기존 제품 대비 데이터 처리 속도는 1.4배 향상되었고 전력 효율은 20% 향상되었습니다. 이 제품은 ‘PAM3 신호 방식’을 적용하여 업계 최고 속도인 32Gbps의 데이터 전송을 가능하게 했습니다. 이번 제품은 연내에 검증이 시작되며, 차세대 시스템에 탑재될 예정입니다.
삼성 첨단 파운드리의 자존심 ‘3nm GAA’
또한 최근 상용화된 반도체에서 삼성전자의 3나노미터(nm) 파운드리 공정이 처음으로 적용되었습니다. 3nm 공정은 현재 양산이 가능한 공정 중 가장 최상위에 위치하여, 삼성전자의 미래 파운드리 시장에서의 경쟁력을 좌우하는 핵심 요소로 간주됩니다.
경쟁사인 대만 TSMC는 작년 말부터 약 6개월 정도 더 늦게 3nm 공정 양산에 돌입했습니다. TSMC는 여전히 핀펫 구조를 사용하고 있으며, GAA 공정을 적용하는 것은 2025년부터 2nm 양산을 준비하는 단계에서부터입니다.
이에 따라 산업 전반에서는 삼성전자가 GAA에 대한 ‘선행 학습’을 통해 빠르게 3nm 이하의 첨단 파운드리 분야에서 기술력을 안정화시킬 것으로 기대하고 있습니다.
자율주행 BIG3 수주. 다변화되는 삼성 파운드리
테슬라의 HW 5.0 칩 수주가 사실상 확정되면서 삼성전자는 테슬라, 모빌아이, 암바렐라 등 자율주행 칩 시장의 ‘빅3’ 모두를 고객사로 확보하게 되었습니다. 삼성전자의 파운드리사업부는 지난 2월에는 “미국 암바렐라의 자율주행용 칩을 5㎚ 공정에서 양산한다”고 발표하였으며, 그로부터 4개월 후에는 모빌아이와의 고성능 반도체 생산 계약을 따내었습니다.
테슬라 HW 5.0 칩 수주는 삼성전자의 파운드리사업부가 스마트폰용 칩에 대한 수익에 의존하던 매출구조를 다변화하는 전환점이 될 것으로 분석되고 있습니다.
반도체업계 관계자들은 “자율주행자동차용 반도체 시장은 2030년에 290억달러로 성장할 것”이라며 “테슬라 HW 5.0 수주를 통해 삼성전자의 자동차용 파운드리 기술력이 다시 한 번 확인되었다”고 설명하였습니다.
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