삼성전자-테슬라 23조 파운드리 계약, 부활의 신호탄인가

삼성전자가 테슬라와 약 22조7,600억원(165억달러) 규모의 차세대 AI 반도체(2나노) 파운드리 계약을 성사시키며 변방에 밀려났던 글로벌 반도체 시장 중심에 다시 한 번 이름을 올렸다.

이번 계약은 단일 고객으로서는 삼성전자 사상 최대 수주이자, 2024년 연간 매출(300조9,000억원)의 7.6%에 달하는 대형 거래다. 일론 머스크 테슬라 CEO는 “계약액은 최소치이며 실제 발주량이 몇 배 더 늘어날 수 있다”고 밝힐 정도로 테슬라의 미래 성장 핵심 파트너로 삼성전자를 택한 상징성도 크다.

삼성전자 파운드리, 그리고 잇단 악재

삼성전자는 지난 수년 간 파운드리(반도체 위탁생산) 부문에서 치명적인 신뢰 위기를 겪었다. GAA(게이트올어라운드) 등 신공정의 세계 최초 양산 선언(2022~2023)이 있었으나, 실질적 ‘수율(양품률)’ 확보까지 지연됐다. 3나노 제품의 경우 초기 수율이 10~20% 수준에 그쳐 구글, 퀄컴 등 글로벌 빅테크 핵심 고객사들을 TSMC로 빼앗긴 바 있다. HBM(고대역폭 메모리) 역시 2023~2024년 AI 서버 대호황 와중에 엔비디아 수주 경쟁에서 수율 및 품질 문제로 후발 주자인 SK하이닉스에 빼앗기는 치욕을 겪었다.

특히 HBM의 엔비디아 납품 실패는 국내외 반도체 업계에 큰 충격을 안겼다. 삼성전자는 2024년 AI 서버용 8세대 HBM 시장 점유율에서 10%대(일시 5% 미만)까지 추락, 기존 연간 영업이익 대비 2조~3조원가량의 실질 매출 손실을 입었다. 엔비디아의 AI 수요 폭증에 힘입어 하이닉스는 실적 신기록을 세운 반면 삼성의 반도체 부문은 소극적 행보로 전락했다는 혹평까지 나왔다.

2023~2024년 글로벌 메모리 시장 침체와 미·중 반도체 패권 갈등, 미세공정 전환의 고비 속 삼성 평택, 화성 등 반도체 메가팩토리에서 ‘콜드 셧다운(Cold Shutdown, 공장 가동 중단)’이라는 초유의 결정까지 내려졌다.

불량률 증가로 인해 수십만 장의 웨이퍼 생산을 전면 중단하며, 품질 점검과 설비 보강에 수개월을 소요했다는 업계 후문도 뒤따랐다. 이러한 상황에서 삼성전자의 전체 반도체 영업이익은 영업손실(적자) 전환과 20년 만에 최저치 기록 등 악화일로를 걸었다.

테슬라 수주, 반도체 위상 회복 신호탄

이런 상황에서 테슬라의 22조 규모 AI6(2나노) 칩 수주는 단순히 대규모 계약을 넘어 세계 시장 신뢰 회복의 분수령으로 꼽힌다. 테슬라 FSD(자율주행), 섹스봇·옵티머스 등 AI 로봇, 슈퍼컴퓨터, 서버 등 테슬라의 미래 성장사업에 핵심적으로 들어갈 이번 칩은 삼성의 최첨단 2나노 GAA 공정이 적용된다. 테슬라가 TSMC가 아닌 삼성과 손잡았다는 점은, 기술의 해법과 가격 경쟁력, 미국 공급망 확대 요구 등 여러 전략 이슈가 복합적으로 작용한 결정이다.

삼성전자 2나노 공정의 현재 수율은 약 30~40%로, TSMC의 안정적 수율(60~70%)에 다소 못 미친다. 삼성은 연말까지 60~70%로 끌어올리겠다는 공식 목표하에, 텍사스 테일러 공장과 평택 팹 설비 투자에 사활을 걸고 있다. 고객사 납품량과 가격을 좌우하는 ‘수율’이 서울공장 콜드 셧다운 사태의 교훈을 딛고, 이번 테슬라 계약 성공이 본격적인 실전 생산 성공사례로 이어질지 귀추가 주목된다.

국내 산업·주가·생태계 파급효과

계약 효과는 삼성전자 반도체(DS) 부문뿐 아니라, 전 계열사 및 국내 부품·장비생태계에도 파급될 예정이다. 최근 2차 파운드리 대형 프로젝트 효과에 힘입어 삼성전자 주가는 7만원을 재돌파한 바 있다. 또한, 삼성전자의 활약으로 K-반도체 벨트 전반의 투자 확대 신호탄이 켜졌다. 실적 반등 기대감에 2025 하반기 2나노 대량생산과 추가 글로벌 빅테크 수주에 국내 반도체 업체들의 공급망도 새롭게 재편될 전망이다.

위기의 기억 속에서 패러다임 전환

테슬라 22조 수주는 삼성전자에게 ‘위기의 기억’을 실전 경쟁력으로 환골탈태시킬 수 있는 절호의 기회다. 파운드리 시장에서의 신뢰 회복, 최첨단 공정의 수율 개선, 고객사 다변화와 생태계 재정비라는 세 축을 동시에 담보해야 한다. 과거의 납품 지연·콜드 셧다운·HBM 수주 경쟁 패배의 상흔을, 글로벌 AI 칩 및 자동차·로봇 반도체 슈퍼사이클의 주역이라는 위상 회복으로 바꾸는 것이 삼성전자의 ‘반도체 2막’ 최대 과제이다.

이 대형 수주가 단순한 단건 계약이 아닌, 파운드리·AI 반도체 패러다임 전환의 기폭제가 될지, 이제 세계 반도체 시장의 시선이 삼성전자를 다시금 주목하고 있다.

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