삼성전자 파운드리, 2025년 AI 칩으로 재도약 노린다

2025년 2월, 삼성전자 파운드리 사업부는 AI 반도체 시장의 폭발적인 성장이라는 기회와 TSMC와의 격차라는 도전을 동시에 마주하고 있습니다.

최근 몇 년간 수율 문제와 투자 효율성 논란 속에서도, 삼성전자는 차세대 공정 기술 개발과 AI 칩 수주 확대에 집중하며 파운드리 시장에서의 입지 강화를 꾀하고 있습니다.

 

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1. AI 칩 훈풍, 삼성 파운드리 실적 반등 이끌까? 

• AI 칩 수주 증가: 미래 성장 동력 확보: 삼성전자 파운드리 사업부의 가장 긍정적인 신호는 AI 칩 수주 증가입니다. GPU, CPU 와 같은 고성능 컴퓨팅 (HPC) 칩과 데이터 센터용 AI 칩 수요가 급증하면서, 삼성전자는 2025년 이후 매출 성장의 발판을 마련했습니다.
• 특히, AMD와의 4nm 공정 기반 차세대 칩 생산 협력 가능성은 TSMC와의 경쟁 구도에 변화를 가져올 중요한 모멘텀이 될 수 있습니다.
• 4nm, 2nm 공정 기술: TSMC 턱밑까지 추격: 삼성전자는 4nm 공정 수율을 TSMC 수준으로 향상시키며 기술 경쟁력을 입증했습니다. 현재는 2nm 공정 기술 개발에 전사적인 역량을 집중하고 있습니다.
• 미세 공정 기술 경쟁력 강화는 AI, HPC 시장뿐만 아니라 고성능 반도체 시장 전반에서 삼성전자의 위상을 높이는 데 핵심적인 역할을 할 것입니다.
• 수주 포트폴리오 다각화: 안정적인 성장 기반 마련: 삼성전자는 특정 분야에 편중되지 않고 수주 포트폴리오를 다각화하고 있습니다. AI 칩 외에도 자동차용 반도체, 모바일 AP (Application Processor) 등 다양한 분야에서 신규 고객을 확보하며, 안정적인 매출 기반을 구축하고 있습니다.

 

2. 선택과 집중 전략? 투자 효율화 vs 기술 경쟁력 강화

• 투자 규모 축소, 효율성 극대화: 삼성전자는 2025년 파운드리 시설 투자 예산을 전년 대비 절반 수준으로 대폭 감축했습니다. 이는 단기적으로 비용 효율성을 높이고 수익성을 개선하려는 전략으로 해석됩니다. 기존 시설 최적화를 통해 생산 효율을 높이고, 선택과 집중을 통해 핵심 기술 경쟁력 강화에 집중하겠다는 의지로 풀이됩니다.
• 2nm 전환 투자, 미래 기술 선점: 화성 S3 공장의 일부 3nm 라인을 2nm 라인으로 전환하는 투자는 주목할 만합니다. 평택 P2 공장에 1.4nm 시험 생산 라인을 구축하려는 계획 역시, 미래 기술 경쟁력을 확보하기 위한 삼성전자의 장기적인 비전을 보여줍니다.
• 미국 테일러 공장 추가 투자: 글로벌 고객 수요 대응: 미국 텍사스주 테일러 공장에 대한 소규모 추가 투자는 글로벌 고객 수요에 적극적으로 대응하려는 전략의 일환입니다. 미국 현지 생산 능력 강화는 지정학적 리스크에 대한 대비는 물론, 미국 시장 점유율 확대를 위한 중요한 발걸음이 될 것입니다.

 

3. 파운드리 시장 판도 변화 예고? 

• TSMC 독주 체제 지속, 삼성의 턱밑 추격: TSMC는 여전히 글로벌 파운드리 시장 점유율 60% 이상을 차지하며 압도적인 1위를 유지하고 있습니다. 삼성전자는 약 13% 점유율로 2위를 기록하고 있지만, TSMC의 공격적인 투자와 기술 리더십은 여전히 견고합니다. 삼성전자가 TSMC와의 점유율 격차를 좁히는 것은 여전히 쉽지 않은 과제입니다.
• 인텔 파운드리 매각 가능성: 시장 재편의 변수: 인텔의 파운드리 사업 매각설은 파운드리 시장의 지각 변동을 예고하는 요인입니다. TSMC와 삼성전자가 잠재적인 인수 후보로 거론되면서, 인텔 파운드리 매각 결과에 따라 시장 경쟁 구도는 크게 변화할 수 있습니다. 특히 삼성전자가 인텔 파운드리를 인수하게 된다면, TSMC의 독주 체제에 균열을 낼 수 있는 획기적인 전환점이 될 수 있습니다.
• 고객 다변화 추세: 삼성 파운드리에게 기회: 구글, 마이크로소프트, 아마존 등 빅테크 기업들이 자체 AI 칩 개발에 나서면서, 파운드리 아웃소싱 수요는 더욱 증가할 것으로 예상됩니다. 이는 삼성전자와 같이 첨단 공정 기술을 보유한 파운드리 업체에게 새로운 성장 기회를 제공할 것입니다. 고객 기반 확대는 삼성전자 파운드리 사업부의 수익성 개선에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대됩니다.

 

4. 수율 개선, 투자 확대... 넘어야 할 산

• 수율 문제 극복, 고객 신뢰 회복: 삼성전자 파운드리는 과거 낮은 수율과 공정 지연 문제로 인해 고객 신뢰도에 타격을 입은 경험이 있습니다. 최근 기술 개선 노력을 통해 수율 문제를 상당 부분 해결했지만, 고객 신뢰를 완전히 회복하는 것은 여전히 중요한 과제입니다. 지속적인 기술 혁신과 안정적인 생산 능력을 입증하여 고객 신뢰를 회복하는 것이 급선무입니다.
• 투자 축소, 장기 성장 동력 약화 우려: TSMC는 압도적인 투자를 통해 기술 격차를 더욱 벌리고 있는 반면, 삼성전자는 투자 규모를 축소하는 전략을 취하고 있습니다. 단기적인 효율성은 개선될 수 있지만, 장기적인 성장 동력을 확보하고 TSMC와의 기술 격차를 좁히는 데 어려움이 따를 수 있다는 우려가 제기됩니다. 지속적인 투자와 미래 기술 확보를 위한 균형 잡힌 전략이 필요합니다.

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삼성 파운드리 AI 칩으로 제2의 도약 가능할까?

삼성전자 파운드리 사업부는 AI 칩 시장 성장이라는 절호의 기회를 맞이하며 기술 경쟁력 강화에 박차를 가하고 있습니다. 4nm, 2nm 공정 기술에서 TSMC를 맹렬히 추격하고 있으며, 고객 다변화를 통해 안정적인 성장 기반을 마련하고 있습니다. 인텔 파운드리 매각이라는 시장 변수 역시 삼성전자에게는 새로운 기회가 될 수 있습니다.

 

하지만, TSMC와의 압도적인 격차, 수율 문제, 투자 규모 축소 등 극복해야 할 과제도 산적해 있습니다. 지속적인 기술 혁신, 과감한 투자, 고객 신뢰 회복 이라는 세 가지 숙제를 어떻게 풀어나가느냐에 따라 삼성전자 파운드리의 미래가 결정될 것입니다. AI 시대를 선도하는 파운드리 강자로 도약할 수 있을지, 삼성전자 파운드리 사업부의 행보를 계속해서 주목해야 할 것입니다.