구글, TPU 공급망 ‘이원화’ 검토… 삼성 2나노, TSMC 독점 균열 신호탄

구글이 공급망 이원화를 위해 자체 인공지능(AI) 반도체 공급망에 삼성전자 편입을 유력하게 검토하고 있다. 정보기술(IT) 전문 매체 더 인포메이션은 11일(현지시각) 복수의 소식통을 인용해 알파벳 자회사 구글이 차세대 텐서 프로세싱 유닛(TPU) 일부 생산을 삼성전자에 맡기기 위해 협의를 진행 중이라고 보도했다.
구글이 핵심 AI 칩 제조를 대만 TSMC에 독점 위탁하던 구조에서 벗어나 삼성전자를 유력한 대안으로 검토한다는 사실은 공급망 다변화와 가격 협상력 확보를 위한 포석으로 풀이된다. 이번 협의는 삼성전자 미세공정 신뢰도를 글로벌 시장에 증명하는 계기가 되어 국내 반도체 생태계의 투자 심리 개선에 기여할 전망이다.


구글이 설계 중인 차세대 10세대 TPU는 코드명 'Icefish(아이스피쉬)'로 불리는 고성능 반도체다. 구글은 연산 기능을 담당하는 컴퓨팅 엔진 부분은 TSMC의 차세대 로드맵 노드인 1.4나노미터(nm) 공정에 계속 맡길 계획이다. 반면 AI 반도체 성능이 연산 능력보다 메모리 대역폭에 좌우되면서 병목 현상을 해결할 핵심 부품인 메모리 입출력(I/O) 다이 생산은 삼성전자에 위탁하는 방안을 유력하게 검토하고 있다.
삼성전자는 고집적 인터커넥트와 전력 효율을 극대화하기 위해 자체 첨단 2나노 공정과 고대역폭메모리(HBM) 첨단 패키징 기술을 결합하는 방식이 유력하게 검토되고 있다. 양산 목표 시점은 이르면 오는 2028년으로 예정되어 있으며, 구글은 현재 칩 설계 완성도를 높이기 위해 대만 미디어텍과도 협력을 이어가고 있다. 이재용 삼성전자 회장 역시 지난달 21일, 삼성전자 고위 임원진과 함께 대만 신주에 있는 미디어텍 본사를 비공개 방문해 협력 방안을 논의했다.


이번 수주 협의는 대만 기업이 독점해 온 거대 기술기업(빅테크)의 첨단 AI 반도체 공급망에 삼성이 진입할 발판을 마련했다는 점에서 의미가 크다. 증권가에서는 삼성전자가 메모리와 파운드리, 후공정 패키징을 단일 밸류체인으로 제공하는 '턴키' 경쟁력을 앞세워 거둔 성과로 분석하고 있다.

TSMC가 CoWoS 중심의 외부 생태계를 활용하는 반면, 삼성은 해당 공정을 내부에서 통합 제공할 수 있는 구조라는 점이 차별화 요인으로 꼽힌다. 성능 요구치가 높은 입출력 다이를 2나노 공정으로 수주할 가능성이 커지면서 그간 시장에서 제기된 첨단 제조 공정 수율에 대한 우려를 불식하는 계기가 될 것이라는 평가가 우세하다.

반도체 업계 참여자들 사이에서는 이번 계약이 최종 확정될 경우 파운드리 사업부의 실적 호전 속도가 한층 빨라질 것이라는 해석이 나온다.

단기적으로는 글로벌 AI 인프라 투자 확대 흐름과 맞물려 자산운용사들이 국내 반도체 대형주와 후공정 부품 기업을 중심으로 매수세를 확대하면서 증시 전반의 투자 심리가 개선될 가능성이 높다. 중장기 관점에서는 TSMC에 쏠려 있던 빅테크의 첨단 칩 주문이 삼성전자로 분산되는 공급망 재편의 신호탄이 될 것으로 보인다.

다만 미국과 중국의 지정학적 갈등에 따른 공급망 규제와 첨단 패키징 생산능력 확충 속도는 향후 수주 규모를 결정할 변수로 꼽힌다.

투자자가 앞으로 주가 방향성을 가늠하기 위해서는 다음 세 가지 지표를 필수 체크포인트로 점검해야 한다.
첫째, 구글 최종 계약 서명 여부다. 실제 구속력 있는 본계약 체결 시점이 파운드리 매출 가시성을 결정한다.

둘째, 삼성전자 2나노 양산 수율 안정화 추이다. 안정적인 대량 생산 능력을 입증해야 후속 수주 확대로 이어진다.

셋째, 첨단 패키징 생산능력 확충 속도다. TSV 및 인터포저 등 자체 후공정 능력이 양산 일정을 좌우한다.

거대 기술기업들의 공급망 재편 속에서 삼성전자가 맞이한 기술적 전환국면은 한국 반도체 산업 위상 재편의 분수령이 될 가능성이 크다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com