AI 핵심 요약
beta- 구글이 17일 10세대 TPU '아이스피시' 생산에 TSMC와 함께 삼성전자·인텔 활용을 검토했다.
- 삼성전자는 TPU I/O 다이 2나노 수주를足삼아 HBM·첨단 패키징까지 연계한 턴키 사업 기회를 노리고 있다.
- 업계는 삼성 2나노 수율·안정성 입증과 빅테크 공급망 다변화 흐름이 향후 AI 칩 수주 확대의 관건이 될 것으로 보고 있다.
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I/O 다이·HBM·패키징 턴키 기회 부각
[서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 구글이 차세대 인공지능(AI) 반도체 생산 파트너를 TSMC 중심에서 삼성전자와 인텔 등으로 넓히는 방안을 검토하면서 삼성전자 파운드리 사업에 반등 기대감이 커지고 있다. AI 칩 주문이 TSMC 첨단 공정에 몰리며 생산 병목이 심화하자 글로벌 빅테크가 공급망 다변화에 나선 영향이다. 삼성전자는 구글 TPU의 입출력(I/O) 다이 생산 가능성을 발판으로 고대역폭메모리(HBM)와 첨단 패키징까지 연계한 턴키 수주 확대를 노릴 것으로 보인다.
◆ 구글 AI칩에 삼성 2나노 부상
17일 업계에 따르면 구글은 2028년 양산을 목표로 하는 10세대 텐서처리장치(TPU) '아이스피시(Icefish)' 생산 과정에서 TSMC와 삼성전자, 인텔 등을 함께 활용하는 방안을 검토 중이다. 메인 연산칩은 TSMC의 1.4나노 공정에서 생산하고, 삼성전자는 TPU와 HBM을 연결하는 메모리 인터페이스 부품을 2나노 공정으로 생산하는 방안이 거론된다.
아이스피시는 구글이 대만 미디어텍과 함께 개발 중인 차세대 AI 칩이다. TPU는 구글이 자체 설계한 AI 가속기로, 엔비디아 그래픽처리장치(GPU)에 대한 의존도를 낮추기 위한 핵심 축으로 꼽힌다. 구글은 클라우드와 생성형 AI 서비스 확대에 맞춰 TPU 물량을 늘리고 있다.
로이터통신에 따르면 구글은 2028년까지 300만개 이상의 TPU 생산을 위해 인텔과도 협의를 진행한 것으로 전해졌다. 이는 구글이 차세대 AI 칩 생산을 TSMC 단일 체제에 맡기기보다 삼성전자와 인텔 등으로 나눠 공급망을 다변화하려는 움직임으로 해석된다.
◆ TSMC 병목에 커지는 삼성 기회
TSMC는 엔비디아, AMD, 애플, 퀄컴 등 주요 고객사를 확보한 데다 구글, 아마존, 메타 등 빅테크의 자체 AI 칩 물량까지 몰리면서 첨단 공정 여력이 줄고 있다. AI 칩은 최첨단 공정뿐 아니라 첨단 패키징, HBM 등 후공정 생태계와 함께 움직이는 만큼 단일 업체가 모든 수요를 흡수하기 어려운 구조가 되고 있다.
삼성전자가 주목받는 지점도 이 부분이다. 삼성전자는 파운드리 시장에서 TSMC와 격차가 크지만, 메모리와 파운드리, 첨단 패키징을 모두 보유한 종합 반도체 기업이라는 점에서 차별화 여지가 있다. 구글 TPU의 I/O 다이는 연산칩과 HBM 사이에서 대용량 데이터를 주고받는 핵심 부품이다. 삼성전자가 해당 부품 생산을 맡게 될 경우 단순 파운드리 수주를 넘어 메모리와 패키징까지 연계한 사업 기회를 확보할 수 있다.
업계에서는 삼성전자가 구글과의 협업을 통해 2나노 공정 신뢰도를 입증할 수 있을지가 관건이라고 보고 있다. 삼성전자는 그동안 첨단 공정 수율 문제로 대형 고객 확보에 어려움을 겪어왔다. 다만 최근 테슬라, 엔비디아 AI 칩 등으로 협력 범위가 넓어지면서 분위기 전환을 노리고 있다. 구글 물량까지 확보할 경우 2나노 공정의 레퍼런스를 추가하고, 향후 다른 빅테크 수주전에서도 유리한 고지를 점할 수 있다.
◆ 파운드리 넘어 HBM·패키징까지 연결
삼성전자 입장에서는 이번 논의가 파운드리 사업 회복뿐 아니라 HBM 경쟁력 확대와도 맞물린다. AI 칩은 연산 성능만큼 메모리 대역폭이 중요하다. HBM은 GPU와 TPU 등 AI 가속기의 성능을 좌우하는 핵심 부품으로, 엔비디아뿐 아니라 구글, 아마존, 마이크로소프트 등 자체 칩을 개발하는 빅테크의 수요처로도 확대되고 있다.
구글 TPU 생산 확대는 삼성전자와 SK하이닉스 모두에 기회가 될 수 있다. SK하이닉스는 엔비디아를 중심으로 HBM 시장에서 우위를 확보하고 있지만, 빅테크 자체 AI 칩 시장이 커지면 공급처 다변화 여지가 생긴다. 삼성전자는 HBM과 파운드리, 패키징을 함께 제안할 수 있다는 점에서 차별화된 수주 전략을 펼칠 수 있다.
다만 실제 수주와 양산까지는 넘어야 할 변수가 적지 않다. 아이스피시는 아직 개발 단계이고, 2028년 양산 목표 역시 조정될 가능성이 있다. 삼성전자가 2나노 공정 수율과 생산 안정성을 얼마나 빠르게 끌어올리느냐도 관건이다. 메인 연산칩은 여전히 TSMC가 맡는 구조가 유력한 만큼 삼성전자가 당장 TSMC와 정면으로 경쟁하기보다는 보조칩과 패키징 영역에서 우회로를 확보하는 성격이 강하다.
업계 관계자는 "당장 TSMC 물량을 삼성전자가 대체한다고 보기는 어렵지만, 빅테크들이 공급망을 나눠 가져가려는 흐름은 분명하다"며 "삼성전자가 I/O 다이와 패키징에서 성과를 내면 향후 AI 칩 수주 범위를 넓힐 수 있을 것"이라고 말했다.
kji01@newspim.com
