[칩톡]삼성 파운드리, '적자' 꼬리표 떼고 화려한 부활…빅테크 러브콜 잇따라

테슬라·퀄컴 이어 엔비디아·AMD까지
잇따른 수주로 4분기 흑자 전환 가시권
'그록3', 3분기 평택캠퍼스서 위탁생산
AMD 차세대 칩 위탁생산 방안 논의도

삼성전자 파운드리(반도체 위탁생산) 사업부가 올해 반도체 슈퍼사이클을 타고 화려한 부활에 나서고 있다. 테슬라·퀄컴으로부터 대규모 수주에 성공한 데 이어 엔비디아 차세대 인공지능(AI) 칩인 '그록(Groq) 3'를 생산하고 있다. AMD 차세대 칩을 위탁 생산하는 방안도 논의키로 하면서 반도체(DS) 부문의 아픈 손가락이던 파운드리 사업이 마침내 '만년 적자' 꼬리표를 떼고 올해 4분기 흑자로 전환할 것이라는 기대감이 커지고 있다.

21일 반도체 업계에 따르면 삼성전자 파운드리는 기술과 인프라 경쟁력을 갖추면서 본격적인 흑자 전환 채비를 마쳤다. 2나노 공정 수율이 안정 궤도에 진입했고 미국 테일러 공장이 하반기 가동을 앞두면서 생산 능력도 크게 향상될 전망이다.

내부적으로는 파운드리 사업의 흑자 전환 목표 시점을 올해 4분기로 잡은 것으로 알려졌다. 증권가에서도 삼성 파운드리가 올 하반기부터 분기 적자 폭을 수천억원대로 크게 줄이고 이르면 4분기 흑자 전환에 성공할 것이라고 내다보고 있다.

파운드리 사업은 첨단 공정 투자가 선행되는 구조 탓에 그동안 수익성이 낮았다. 극자외선(EUV) 장비 도입과 선단 공정 투자 부담으로 2022년 이후 분기마다 1조원 수준의 적자가 이어졌다.

하지만 최근 분위기가 달라졌다. 고질적 문제로 꼽혔던 선단 공정(반도체 회로를 극도로 가늘게 만드는 최첨단 제조 공정) 수율이 안정화되면서 가동률이 빠르게 상승하고 있어서다. 평택 파운드리 라인 가동률은 지난해 50% 안팎에서 최근 90% 이상으로 오른 것으로 알려졌다.

무엇보다 지난해 하반기부터 대형 고객사로부터 굵직한 반도체 위탁생산 사업을 수주하며 반등 기반을 확고히 다지고 있다. 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 지난 16일(현지시간) 삼성전자 파운드리 사업부가 엔비디아의 추론 전용 칩 '그록3 언어처리장치(LPU)'를 생산한다는 소식을 알렸다.

그록3 LPU는 엔비디아의 '루빈' 그래픽처리장치(GPU)와 역할을 나눠 추론 성능과 효율성을 높이는 칩이다. 황 CEO는 해당 칩이 엔비디아의 차세대 AI 칩 베라 루빈 시스템에 탑재된다고 설명하면서 "올해 하반기, 아마 3분기께 출하가 시작될 것"이라고 말했다.

팹리스(반도체 설계전문) 기업인 엔비디아는 대부분의 칩을 세계 최대 파운드리 업체인 TSMC에 맡겨 생산해왔다. 그러나 더 큰 규모의 제조 역량이 필요하다고 밝힌 만큼 고대역폭메모리(HBM)뿐만 아니라 파운드리 분야에서도 삼성전자가 핵심 파트너임을 공식 언급한 셈이다. 삼성전자는 그록3를 평택사업장 4㎚(나노미터·10억분의 1) 공정에서 생산하고 있으며 이르면 올 하반기 제품을 출하할 예정이다.

지난해 7월에는 테슬라로부터 24조원에 달하는 차세대 AI 칩 일감을 수주했다. 일론 머스크 테슬라 CEO는 삼성의 미국 텍사스 테일러 공장이 테슬라의 차세대 AI6 칩을 생산할 것이라고 공개했다. 퀄컴과도 2나노 공정 위탁생산 논의를 진행하고 있다. 한진만 삼성전자 파운드리 사업부장(사장)은 "우리가 생각했던 것보다 더 많은 양의 주문이 들어왔다"며 "그록 LPU의 효과가 검증되면 수요가 많이 늘어날 것으로 기대한다"고 말했다.

여기에 AMD와의 최선단 공정 협업 논의까지 가시화되고 있다. 삼성전자는 지난 18일 리사 수 AMD 최고경영자(CEO)와 만나 차세대 AI 메모리와 컴퓨팅 기술 분야 협력을 확대하는 업무협약(MOU)을 체결했다. 6세대 고대역폭메모리(HBM4) 공급을 확정 짓는 동시에 파운드리 부문까지 협력 범위를 넓히기로 했다. 현재 AMD 칩 대부분은 TSMC에서 생산하고 있는데 일부를 삼성 파운드리에서 생산할 가능성이 커진 것이다.

업계 관계자는 "삼성전자는 HBM부터 파운드리, 패키징까지 원스톱 솔루션을 제공한다는 점에서 경쟁사인 TSMC와 차별화된다"며 "그동안 적자 상태가 지속됐음에도 지속적인 투자로 확보한 기술력이 최근 대형 고객사 확보로 이어지고 있다"고 설명했다.

장보경 기자 jbg@asiae.co.kr