![[여헌우의 산업돋보기] 삼성전자 ‘미운오리’ 파운드리, 기술력 확보해 ‘백조’ 변신하나](http://www.ekn.kr/mnt/thum/202606/news-p.v1.20260529.c2c4ba7fad15471aa1d1a50eb7ca8a55_T1.jpg)
인공지능(AI) 열풍에 따른 반도체 초호황에 삼성전자도 웃고 있다. 메모리 반도체 몸값이 치솟으며 매 분기 '역대급 실적' 기록을 갈아치우고 있다. '초격차'로 유명한 삼성전자다. 범용 제품은 물론 고대역폭메모리(HBM) 등 첨단 반도체 분야에서도 두각을 나타내고 있다. 올해 연간 영업이익이 300조원을 넘길 것이라는 전망도 나온다. 이런 와중에 삼성전자 파운드리(반도체 위탁생산) 부문은 여전히 어려움을 겪고 있다. 수년간 수십조원을 쏟아 부어 미래 성장 동력을 육성하는 분야지만 여전히 '적자 늪'에서 헤어나오지 못하고 있다. 삼성전자 내부에서 '미운 오리' 취급을 받던 파운드리 사업부의 분위기가 최근 달라지고 있다. 테슬라에 이어 미국 빅테크들과 연이어 협업 소식을 전하고 있기 때문이다. 내년 미국 테일러 공장이 본격 가동하는 시점부터는 흑자 전환에 성공할 것이라는 전망도 나온다. 관건은 삼성전자가 업계 1위 대만 TSMC와 기술 격차를 얼마나 줄일 수 있을지 여부다. ◇ 앤트로픽에 전략적 투자…AI 칩도 동시 수주할 듯 1일 업계에 따르면, 삼성전자는 미국 AI 기업 앤트로픽에 전략적 투자를 단행했다. 앤트로픽은 최근 진행한 시리즈H 투자 라운드에서 650억달러를 유치했다고 밝혔다. 여기에는 글로벌 3대 메모리 반도체 제조사인 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등이 참여했다고 공개했다. 이목을 끈 대목은 엔트로픽이 이같은 사실을 알리며 “이들 기업의 기술은 전세계 메모리, 저장장치, 로직 칩 공급에 핵심 역할을 담당하고 있다"고 언급했다는 점이다. 로직 칩을 만드는 공정은 파운드리다. 삼성전자의 대표 사업이지만 SK하이닉스와 마이크론은 해당 사업부가 없다. 이에 따라 업계에서는 앤트로픽이 삼성전자와 파운드리 분야에서 협력할 것이라는 분석이 나온다. '클로드' 서비스를 만든 앤트로픽은 챗GPT로 유명한 오픈AI와 글로벌 AI 모델 시장을 사실상 양분하고 있는 회사다. 클로드에 활용되는 AI 칩을 만들 경우 삼성전자 입장에서는 상당한 규모의 '대형 고객사'를 유치하는 효과가 날 것으로 보인다. 삼성전자는 지난해를 기점으로 미국 빅테크와 다양한 형태로 협업을 추진하고 있다. 지난해 7월에는 테슬라와 총 22조7648억원 규모 파운드리 공급 계약을 체결했다고 공시해 눈길을 끌었다. 회사 반도체 부문에서 단일 고객 기준 최대급 계약이었다. 양사 관계도 끈끈해지고 있다. 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 지난 4월 말 실적 발표회에서 “'AI4'의 업그레이드를 계획 중이다. 양산 시점은 내년 중반쯤으로 예상하지만 삼성이 우리를 위해 수정 작업을 진행 중"이라며 “결국 삼성이 작업을 마무리하고 양산 체제로 가져올 수 있느냐에 달렸다"고 언급했다. AI4 개선 제품의 생산 전반을 삼성 파운드리에 맡기겠다는 사실을 공개한 셈이다. 삼성전자는 앞선 대규모 계약으로 테슬라의 차세대 AI 칩인 'AI5'와 'AI6' 칩을 수주했다. 이어 머스크 CEO의 발언에 따라 'AI4'의 업그레이드 버전 생산도 책임지게 됐다. 삼성전자는 엔비디아와도 파운드리 분야 동맹을 맺고 있다. 엔비디아의 추론 전용 언어처리장치(LPU) 칩인 '그록3'를 생산하는 게 대표적이다. 삼성전자는 내년 애플 신제품 아이폰에 탑재될 이미지 센서도 공급할 예정이다. 향후 AMD의 반도체를 위탁 생산할 가능성도 있다. 삼성전자와 AMD는 지난 3월 AI 칩에 'HBM4' 메모리 반도체를 공급하는 계약을 체결했다. 당시 만남에서 AMD의 차세대 제품을 위한 파운드리 협력에 대해서도 긴밀하게 논의했다고 전해졌다. 양사는 그간 다양한 반도체 기술 분야에서 20년 가까이 파트너십을 이어왔다. 빅테크들이 삼성전자 파운드리를 선택하는 사례가 늘면서 자연스럽게 미국 공장 가동률 또한 올라갈 것으로 예상된다. 삼성전자가 미국 텍사스주 테일러에 짓고 있는 최첨단 파운드리 공장은 이르면 올해 말 가동을 시작한다. 강석채 삼성전자 파운드리사업부 부사장은 지난달 30일 진행된 1분기 실적 발표회에서 “테일러 제1팹은 지난주 장비 반입식을 성공적으로 진행했다"며 “제2팹은 글로벌 고객 수주 논의와 병행해 구축을 위한 초기 검토를 진행 중"이라고 설명했다. ◇ 2나노 공정 수율 확보가 관건…TSMC와 '기술 격차' 줄일지 기대 삼성전자 파운드리가 '백조'로 거듭나기 위해서는 수율 확보라는 마지막 퍼즐이 남아 있다. 삼성전자 테일러 공장은 2나노(㎚) 첨단 공정을 갖췄다. 1나노는 10억분의 1m를 뜻한다. 진정한 기술 '초격차' 확보를 위해서는 2나노 공정의 수율 개선이 절실하다. 수율이 떨어지면 글로벌 고객사와 대형 계약을 체결하기가 힘들어진다. 삼성전자는 1위 TSMC를 뒤쫓기 위해 첨단 공정을 먼저 도입하는 승부수를 띄워왔다. 지난 2022년에는 세계 최초로 3나노 파운드리 양산에 성공하며 전망을 밝게 하기도 했다. 삼성의 무기는 게이트올어라운드(GAA, Gate-All-Around) 기술이다. 반도체를 구성하는 트랜지스터에서 전류가 흐르는 채널(Channel) 4개면을 게이트(Gate)가 둘러싸는 형태로 작동한다. 파운드리 업체들은 이전까지 채널의 3개면을 감싸는 '핀펫 구조'를 사용했다. GAA 기술은 이와 비교해 게이트의 면적이 넓어지며 공정 미세화에 따른 트랜지스터 성능 저하를 극복하고 데이터 처리 속도와 전력 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다. 문제는 양품 비율을 나타내는 수율이다. 내년 1.4나노 양산 등 계획을 세우고 있지만 파운드리 공정에서 수율을 끌어올리는 데는 아직까지 어려움을 겪고 있다. 경쟁사들이 막대한 투자를 감행하고 있다는 점도 삼성전자 입장에서는 부담이다. TSMC는 올해 설비투자 규모를 최대 560억달러까지 책정했다. 지난 3년간 집행한 누적 설비투자액(1000억달러)의 절반을 넘는 수치다. 미국과 유럽 등으로 생산거점을 확대하며 AI 시대 수혜를 입기 위해 빠르게 움직이고 있다. 삼성전자가 메모리 분야에서 올릴 이익 중 수십조원 상당을 직원들 성과급으로 뿌리는 것과 대조된다. 미국 인텔도 파운드리 재건을 목표로 삼고 있다. 삼성전자에서 영업·마케팅 임원을 영입해 가는 등 영향력 확보를 위해 다양한 시도를 하고 있다. 인텔은 특히 머스크 CEO가 추진하는 초대형 반도체 생산 기지 프로젝트 '테라팹'에 합류하기로 해 삼성전자를 긴장시키고 있다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 작년 기준 글로벌 파운드리 시장 점유율은 TSMC가 69.9%로 압도적인 1위다. 삼성전자는 7.2%로 2위를 지켰지만 1위와 격차가 큰 상황이다. 삼성전자 수율 확보라는 '기술' 문제만 풀어내면 점유율은 더욱 올라갈 것으로 예상된다. 미국 공장 가동과 함께 몸집까지 크게 불리며 '미운 오리'가 '백조'로 거듭날 것이라는 기대감이 커지는 상황이다. SK증권은 지난달 29일 발간한 하반기 섹터별 전망 보고서에서 “삼성전자 파운드리 가동률이 회복 중"이라며 “적자 축소 및 수주 확대에 따른 파운드리 가치의 점진적 회복이 예상된다"고 내다봤다. 강석채 부사장은 지난 4월 30일 실적 발표회에서 “성숙(레거시) 공정의 경우 기술 장벽이 상대적으로 높은 고부가가치 스페셜티 수요에 역량을 집중하고 경쟁력이 낮은 공정은 과감히 정리할 것"이라며 “수익성과 투자 효율을 고려한 최적의 제품 믹스로 사업 체질을 개선하겠다"고 했다. 재계는 이재용 삼성전자 회장의 '인맥 경영'에도 주목하고 있다. 삼성전자가 파운드리 수율 확보에 성공하면 이 회장의 역할이 더욱 중요해질 것으로 관측된다는 이유에서다. 이 회장은 지난 5월 21일 대만의 반도체 설계 전 기업 미디어텍 관계자들과 만나 파운드리 협력 방안을 의논했다. 앞서 지난 3월 방한한 리사 수 AMD CEO와 파운드리 관련 대화를 나눴고, 머스크 CEO를 비롯해 젠슨 황 엔비디아 CEO, 샘 올트먼 오픈AI CEO, 마크 저커버그 메타 CEO, 크리스티아노 아몬 퀄컴 CEO 등과 연이어 회동하며 사업 확대 방안을 모색하고 있다. 여헌우 기자 yes@ekn.kr
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