TSMC는 최근 주요 고객사에 2027년부터 파운드리 단가를 최대 10% 인상하겠다고 통보했다. 현재 TSMC의 2나노 웨이퍼 가격은 한 장당 3만 달러 수준이지만, 2027년에는 3만 3,000달러를 넘어설 전망이다. 반면 삼성전자의 2나노 웨이퍼 단가는 약 2만 달러로 TSMC의 3분의 2 수준에 불과해 가격 경쟁력이 부각되고 있다.

단가 인상과 함께 TSMC의 선단 공정 포화 문제도 고객사들의 공급망 다변화 수요를 자극하고 있다. AI 칩 수요가 폭발적으로 증가하면서 TSMC의 생산 라인이 포화 상태에 이르자, 납기 지연과 비용 상승에 대한 우려가 커지고 있다.

글로벌 AI 반도체 설계 1위 기업 브로드컴은 삼성전자와 2030년까지 2,000억 달러(약 290조 원) 규모의 업무협약을 체결했다. 이번 협약에 따라 브로드컴의 차세대 AI 칩은 삼성전자의 평택 캠퍼스에서 생산될 예정이다. 브로드컴은 그간 TSMC에 전량을 맡겼던 물량을 삼성으로 전환하는 첫 대형 고객사로 기록될 전망이다.

이번 협약은 단순한 파운드리 수주를 넘어 HBM 공급과 첨단 패키징까지 아우르는 종합 협력 체계 구축을 의미한다. 메모리와 파운드리, 첨단 패키징을 한 번에 처리할 수 있는 삼성전자의 ‘원스톱 턴키’ 역량이 브로드컴의 선택을 이끈 핵심 요인으로 평가된다.

브로드컴이 삼성으로 눈을 돌린 가장 큰 이유는 삼성전자의 ‘원스톱 턴키’ 역량이다. 메모리·파운드리·첨단 패키징을 한 곳에서 처리할 수 있는 종합반도체기업(IDM)만의 강점이 핵심이다. 전영현 삼성전자 DS부문장 겸 부회장은 “메모리와 로직, 첨단 패키징이 통합된 반도체 솔루션이 AI 시대의 핵심 경쟁력”이라고 강조했다.

턴키 솔루션은 개발 기간을 단축하고 전력 효율을 극대화할 수 있다는 장점이 있다. 특히 AI 칩의 경우 메모리와 로직 칩의 통합 설계가 전력 소비와 성능에 큰 영향을 미치기 때문에, IDM의 종합 역량이 더욱 중요해지고 있다.

삼성전자가 2나노 공정 수율을 60% 이상으로 끌어올리면서 기술적 안정성까지 입증한 점도 대형 고객사 유치에 결정적 역할을 했다. 수율 60%는 웨이퍼 한 장당 양품 칩 비율이 60% 이상이라는 의미로, TSMC의 2나노 수율과 비슷한 수준까지 따라잡은 것이다.

이에 따라 퀄컴·메타·아마존 등 미국 팹리스 기업들도 공급망 다변화 대상으로 삼성을 검토 중이다. TSMC에 대한 의존도를 줄이고 비용 절감과 공급 안정성을 확보하기 위한 전략적 움직임으로 해석된다.

삼성 2나노 공정의 수주 실적은 이미 가시화되고 있다. 생성형 AI ‘클로드’ 개발사 앤트로픽과 2나노 기반 AI 칩의 설계·생산·패키징 전 과정을 아우르는 MOU를 체결했으며, 지난해에는 테슬라의 차세대 ‘AI6’ 칩 생산 물량을 확보했다.

이들 고객사 모두 TSMC 단가 인상과 공급 지연에 따른 리스크를 줄이기 위해 삼성으로 눈을 돌린 것으로 분석된다. 특히 테슬라의 AI6 칩은 자율주행과 AI 추론에 핵심적인 역할을 할 것으로 예상되는 만큼, 삼성의 기술력이 검증된 사례로 평가된다.

분기당 조 단위 적자를 내던 삼성전자 파운드리 사업부의 흑자 전환 시점도 앞당겨질 전망이다. 삼성전자 내부에서는 보수적으로 잡았던 2028년 흑자 전환 시점이 상당 기간 단축될 것이라는 기대가 나오고 있다.

특히 브로드컴과의 290조 원 규모 협약이 실제 양산으로 이어질 경우, 파운드리 사업부의 실적 반등 속도가 더욱 빨라질 것으로 관측된다. 2나노 선단 공정에서 대형 고객사 확보가 이어지면서 분기당 조 단위 적자를 내던 파운드리 사업부의 실적 반등에도 속도가 붙을 전망이다.