핵심 연산과 메모리 입출력을 나눠 맡는다
구글은 자체 설계한 AI칩 '텐서처리장치(TPU)'의 생산을 TSMC와 삼성전자가 나눠 맡기는 방안을 논의 중이다. 구글이 개발 중인 10세대 TPU(코드명 '아이스피시')는 이르면 2028년부터 양산에 들어갈 예정이다.
분담 구조는 다음과 같다. 연산을 담당하는 메인 프로세서는 TSMC의 최첨단 1.4나노미터(㎚) 공정에서 생산한다. 삼성전자는 이 메인 프로세서와 고대역폭메모리(HBM)를 연결하는 메모리 입출력 다이(I/O Die)를 2㎚ 공정으로 생산하는 역할을 맡게 된다는 게 유력한 안이다.
다만 아직 실제 수주 여부와 물량은 확정되지 않은 상태다.
구글도 TSMC만으로는 물량 감당 못해 구글이 생산처를 넓히려는 배경에는 급증하는 수요가 있다. TPU는 AI 모델 제미나이 같은 구글의 내부 서비스에 사용되던 칩이었지만, 최근 외부 고객이 늘어나면서 생산 물량을 대폭 늘려야 하는 상황에 처했다.
지금까지 구글은 TPU를 대부분 TSMC에 맡겨 생산해왔다. 하지만 AI칩 주문이 한꺼번에 몰리면서 TSMC만으로는 수요를 충족하기 어려워진 것이다. 이는 AI 서비스 경쟁 심화로 주요 빅테크들이 모두 고성능 반도체를 확보하려고 경쟁하는 과정에서 비롯된 현상이다.
삼성의 강점은 '원스톱' 반도체 역량
삼성전자가 이번 협력의 중심에 설 수 있는 이유는 종합적인 반도체 역량 때문이다.
파운드리 기술만 보면 TSMC가 앞서 있지만, AI칩에 필요한 HBM(고대역폭메모리), 파운드리 생산, 패키징을 모두 갖춘 기업은 삼성이 유일하다. 최근 AI 반도체는 연산 성능뿐 아니라 메모리와 패키징 기술의 중요성이 빠르게 커지고 있다. 이러한 변화 속에서 삼성의 종합 역량은 고객사들의 수요와 정확히 맞아떨어진다.
실제로 삼성전자는 최근 AI칩 관련 수주와 협력을 지속적으로 확대하고 있다. 지난해 테슬라와 165억달러 규모의 차세대 AI칩 생산 계약을 맺었고, 올해 초에는 엔비디아 플랫폼에 탑재될 '그록(Groq)'의 언어처리장치(LPU) 생산도 맡았다.
전영현 삼성전자 DS(반도체) 부문장 부회장은 지난 8일 젠슨 황 엔비디아 최고경영자와 비공개 회동을 갖고 "4나노와 8나노 공정에서 필요한 자율주행 칩과 그록 칩에서 협력하고 있으며 다음 세대 협력도 논의 중"이라고 밝혔다.
AI칩 공급망 다변화, 삼성의 기회의 문
업계 전문가들은 이번 논의를 AI칩 공급망 다변화 흐름의 신호탄으로 보고 있다. 빅테크 기업들이 안정적인 생산 물량을 확보하기 위해 여러 파운드리와 협력을 확대하는 분위기가 뚜렷하기 때문이다.
삼성전자는 첨단 공정의 수율과 고객 확보에서 TSMC에 밀려왔지만, 구글 같은 초대형 고객사의 핵심 AI칩 프로젝트를 따내면 이는 2㎚ 공정의 제조 역량을 입증하는 계기가 될 수 있다. 이는 향후 다른 고객사들의 추가 협력으로 자연스럽게 이어질 가능성이 크다.
업계 관계자는 "빅테크들이 AI칩 공급망 다변화에 나서는 흐름은 삼성전자에 긍정적"이라며 "HBM과 파운드리, 패키징을 함께 가져갈 수 있는 만큼 추가 협력 기회가 열릴 것"이라고 전망했다.
[글로벌에픽 안재후 CP / anjaehoo@naver.com]
<저작권자 ©GLOBALEPIC 무단 전재 및 재배포 금지>
