삼성전자의 AI6칩 생산, 테슬라 AI 전략의 ‘뇌’를 책임지다

2025년 7월 28일, 세계 반도체 업계를 뒤흔든 뉴스가 전해졌다. 삼성전자가 테슬라의 차세대 인공지능 칩 'AI6'를 전담 생산하게 된 것이다. 계약 규모는 무려 165억 달러, 향후 8년간 지속되는 초대형 프로젝트다.

계약의 의미와 핵심 내용

이번 계약은 삼성의 미국 텍사스 테일러 신규 팹에서 테슬라가 자체 설계한 AI 칩(AI6)을 전담 생산하는 구조다.

머스크는 삼성에 “생산 효율을 극대화하기 위해 테슬라가 직접 협력할 것”이라고 밝혀, 단순 공급을 넘어 생산 프로세스 전반에 테슬라가 참여할 계획임을 시사했다. 

이는 단순 생산 외주가 아닌, 설계-생산-최적화까지 전 과정에 테슬라가 관여하는 ‘AI 팹 동맹’에 가깝다.

머스크 입장에서도, TSMC가 이미 엔비디아, 애플, 퀄컴 등으로 포화된 상황에서, 삼성과 독자적 파운드리 네트워크를 구축하는 것이 장기적인 리스크 헷지 전략이 된다.

또한 이번 협력은 삼성의 파운드리 사업부에 대한 신뢰 회복 신호로 해석된다. 삼성은 고급 AI 칩 분야에 있어 TSMC에 다소 뒤처져 있었지만, 테슬라의 주문은 기술적 경쟁력을 입증하는 기회로 여겨진다.

다만 현재 삼성의 2나노 공정은 수율 문제로 본 계약에 즉시 적용되지는 않을 가능성이 크다는 점이 언급되었다.

AI6, 어떤 칩인가?

테슬라의 AI6 칩은 현재 FSD 컴퓨터(Full Self Driving HW3, HW4)의 후속작인 HW5 이상에 탑재될 것으로 예측된다.

기존 대비 연산 성능(TOPS)은 수배 이상 향상될 것으로 전망된다. 전력 대비 성능(PPA) 역시 획기적으로 개선된다는 점에서, 자율주행차의 ‘두뇌’ 역할을 넘어, 옵티머스 로봇, AI 데이터센터 등 테슬라의 미래 기술 생태계 전반에 적용될 전망이다. 

삼성전자가 이 칩을 전담하게 됐다는 건 곧, 머스크가 신뢰하는 글로벌 제조 파트너 1위가 삼성이라는 의미이며, 동시에 TSMC가 독점하던 고성능 AI 칩 생산 라인에 균열이 생긴 것을 의미한다. 

삼성에게 이 계약은 어떤 의미인가?

파운드리 사업 강화

삼성의 GAA 기반 3nm 공정은 TSMC보다 먼저 양산됐지만, 수율과 안정성에서 뒤처졌다는 평가를 받아왔다.최근 수익성 하락과 경쟁사 대비 기술 격차 문제로 어려움을 겪고 있다. 이번 계약은 고난도 AI칩을 단독 위탁 생산함으로써 기술 신뢰 회복과 장기 고객 확보에 큰 도움이 될 전망이다.

AI 반도체 포트폴리오 확장

기존의 모바일, 서버, 이미지센서 중심에서 벗어나, ‘자율주행+AI+로봇+데이터센터’까지 확장 가능한  고부가가치 시장 진입의 기반을 마련했다. 엔비디아와 AMD 외에 테슬라 전용 칩까지 확보했다는 점에서 차별화된다.

미국 내 생산기지 본격 가동

이번 계약의 핵심은 텍사스 테일러시의 삼성 반도체 공장이다. 미국 정부의 보조금과 함께 지정학적 리스크 회피와 미국 빅테크 수주 확대라는 일석이조 효과를 기대할 수 있다.

AI 시대, 칩이 곧 국가 전략

이번 테슬라와 삼성의 계약은 단순 공급 차원을 넘어, 설계·제조·최적화를 아우르는 전략적 파트너십으로 평가된다. 삼성은 이를 통해 자사 파운드리 기술력과 글로벌 영향력을 동시에 끌어올릴 수 있는 중요한 계기를 마련했다.

반면 테슬라도 이 계약을 통해 TSMC에 대한 의존도를 낮추고, 공급망 리스크를 분산하며, 자사 AI 에코시스템을 독립적으로 구축할 기반을 확보하게 되었다.

이제 삼성은 기술 역량뿐 아니라 글로벌 AI 반도체 플랫폼 경쟁의 중추로 자리매김할 가능성이 높다.

신주백 기자  jbshin@kmjournal.net