TSMC에서 삼성으로, 메타의 AI 칩 파운드리 경로가 전환되는 이유는 무엇인가?

TradingKey - 미국 동부시간 7월 3일 업계 소식통에 따르면, Meta ( META)는 삼성과 10조 원이 넘는 규모의 맞춤형 AI 칩 파운드리 주문을 위해 협의 중이며, 2나노미터 공정을 활용해 자체 개발한 AI 가속기인 MTIA를 수십만 세트 대량 생산할 계획인 것으로 알려졌는데, 이는 MTIA 450과 MTIA 500 등 두 세대의 제품을 아우른다.

앞서 두 세대의 MTIA 칩은 모두 TSMC ( TSM )가 생산했다. 이번에 삼성으로 주문을 전환하려는 이유는 단순히 생산 능력 부족 때문만은 아니다.

메타가 칩 제조를 삼성에 위탁 생산(아웃소싱)하는 것을 고려하는 이유는 무엇인가?

삼성으로의 주문 전환을 고려하는 가장 주요한 이유는 TSMC의 생산 능력이 극도로 타이트하여 2027년까지 예약이 완료되었고, Meta가 단순히 기다릴 여유가 없기 때문이다. 양산 초기 단계의 월간 생산 능력은 약 3만 5,000장이며, 올해 말까지 14만 장으로 증가할 것으로 예상된다. Apple ( AAPL ), Nvidia ( NVDA ), AMD ( AMD ), Qualcomm ( QCOM) 등이 모두 생산 능력을 두고 경쟁하고 있으며, 대기자 명단은 이미 2027년 이후까지 늘어났다. 2026년에는 거대 기술 기업인 Microsoft ( MSFT ), Google ( GOOGL ), Amazon ( AMZN ) 및 Meta의 AI 관련 자본 지출 합계가 7,000억 달러를 넘어설 것으로 예상되며, 이 중 거의 70%가 AI 서버와 맞춤형 컴퓨팅 칩으로 유입될 전망이다.

Meta의 칩 세대 교체 속도도 빨라져, 업계의 통상적인 1~2년 세대 주기를 6개월로 압축하고 있다. 올해 3월 발표된 로드맵에 따르면 MTIA 300은 이미 생산 중이고, MTIA 400은 데이터 센터에 배포되고 있으며, MTIA 450은 2027년 초에 대규모 출시가 계획되어 있고, MTIA 500이 그 뒤를 바짝 쫓을 예정이다.

성능 향상 역시 이에 못지않게 공격적이다. 세대별로 살펴보면, MTIA 400의 FP8 연산 성능은 MTIA 300의 5배(400% 증가)이며 대역폭은 51% 증가하고, MTIA 450의 대역폭은 18.4TB/s로 두 배 증가하며, MTIA 500의 MX4 연산 성능은 30PFlops에 달한다. MTIA 300에서 MTIA 500까지 2년이 채 되지 않는 기간 동안 대역폭은 6.1TB/s에서 27.6TB/s로 약 4.5배 증가하게 된다.

6개월에 한 세대씩 진행되는 속도로는 단일 파운드리가 이를 감당할 수 없다. Meta의 올해 자본 지출은 1,250억 달러에서 1,450억 달러로 상향 조정되었으며, 이 중 60% 이상이 AI 서버와 자체 개발 칩에 할당되었다. 파운드리에 문제가 발생할 경우 수백억 달러의 자금이 묶이게 된다. 삼성을 두 번째 공급처로 찾는 것은 불가피한 선택이다.

Meta가 삼성의 시스템LSI 사업부와 더 깊은 협력 체계를 구축하여 설계 단계부터 삼성을 공동 개발에 참여시킬 수 있다는 업계의 소문도 돌고 있다. 다만 이 주장은 아직 양사 모두에 의해 공식 확인되지는 않았다.

삼성의 2nm 수율, 6개월 만에 20%에서 60%로 급증

삼성전자 파운드리가 역사적으로 TSMC에 뒤처져 왔으나, 2나노미터 노드에서는 그 격차가 빠르게 좁혀지고 있습니다.

2025년 하반기 삼성의 2나노 수율은 약 20%에 불과했으나, 2026년 1분기까지 60%를 돌파하며 반년 만에 40%포인트 상승했습니다. 다만 이 수율은 안정적인 양산을 위한 퀄컴의 기준치인 70%에는 여전히 미치지 못했으며, 이에 따라 퀄컴은 차세대 플래그십 칩을 TSMC에 독점 위탁 생산하기로 이미 결정했습니다. 메타의 경우 초기 양산 단계에서 60% 수율은 수용 가능한 수준이지만, 최상위 고객사들의 요구사항과 비교하면 여전히 명확한 격차가 존재합니다.

미국에 위치한 삼성의 테일러 공장은 2026년 하반기 2나노 양산에 들어갈 것으로 예상되며, 월 5만 장의 웨이퍼 생산 용량을 목표로 하고 있어 현지 고객사 인도가 더 수월해질 전망입니다.

가격 측면에서 삼성의 2나노 파운드리 단가는 TSMC보다 약 30% 저렴한 것으로 알려졌습니다. 메타의 입장에서 자체 칩 개발의 핵심 논리는 비용 절감이며, 맞춤형 칩 프로그램이 성공할 경우 연간 수십억 달러의 조달 비용을 아낄 수 있어 삼성의 가격 경쟁력은 이러한 수요와 완벽히 부합합니다.

생산 용량 측면에서 삼성 파운드리 사업부의 4나노 용량은 사실상 매진되었으며, 일부 8나노 라인 역시 풀가동에 가까운 상태입니다. 한국의 업계 관계자는 지난해 테슬라( TSLA)의 AI 칩 수주를 시작으로 삼성의 웨이퍼 파운드리에서 AI 서버 반도체 주문이 급성장 단계에 진입했으며, 현재 수주 잔고가 약 50조 원에 달해 이르면 올해 3분기에 영업이익 흑자가 예상된다고 밝혔습니다.

메타, 클라우드 사업 추진… AI 컴퓨팅 재판매로 연간 수백억 달러 매출 창출 기대

삼성으로의 주문 전환은 자사의 컴퓨팅 파워를 판매하려는 메타(Meta)의 의도라는 더 깊은 동기에서 비롯된 것입니다.

2026년 7월 초, 메타가 '메타 컴퓨트(Meta Compute)'라는 이름의 클라우드 인프라 사업 구축을 준비하며 외부 고객에게 AI 컴퓨팅 파워와 모델 접근 권한을 판매할 계획이라는 사실이 보도되었습니다. 이 사업 모델은 두 가지 경로를 가집니다. 첫째는 개발자들이 접근할 수 있도록 자체 개발한 '뮤즈 스파크(Muse Spark)' 같은 거대 모델을 호스팅하여 AWS 베드록(Bedrock)을 벤치마킹하는 것이며, 둘째는 코어위브(CoreWeave)를 모방하여 '베어 컴퓨팅 파워'를 직접 임대하는 것입니다.

저커버그는 지난 5월 실적 발표 전화회의에서 거의 매주 외부 기업들이 메타에 연락해 API 서비스를 받기를 원하거나 컴퓨팅 파워를 구매할 수 있는지 문의하고 있으며, 심지어 메타의 조달 비용보다 높은 가격을 지불할 의사도 밝히고 있다고 언급했습니다.

메타는 클라우드 사업을 운영하는 데 있어 독보적인 강점을 가지고 있습니다. 메타의 데이터 센터와 GPU는 클라우드 사업을 위해 특별히 투자된 매몰 비용이 아니라, 원래 페이스북, 인스타그램, 왓츠앱 및 라마(Llama) 모델 학습을 지원하기 위해 구축된 것입니다. 외부로 컴퓨팅 파워를 판매하는 한계 비용이 극도로 낮아 AWS보다 훨씬 더 큰 가격 책정 유연성을 제공합니다. 다른 기업들은 클라우드 서비스를 위해 감가상각을 계산해야 하는 반면, 메타는 증분 전력 비용만 계산하면 됩니다.

이 발표 이후 메타의 주가는 하루 만에 8.8% 급등하며 시가총액이 약 1,270억 달러 증가했습니다. 뱅크오브아메리카의 애널리스트 저스틴 포스트(Justin Post)와 니틴 반살(Nitin Bansal)은 메타가 잉여 컴퓨팅 파워를 기가와트당 연간 100억~150억 달러의 임대율로 수익화할 수 있다면, 연간 300억~450억 달러의 추가 잠재 매출을 창출할 수 있을 것으로 계산했습니다. 이는 시장이 메타의 1,450억 달러 규모 자본 지출에 대한 회수 논리를 재평가하기에 충분한 수준입니다.

웰스파고는 데이터 센터 전력 소비량을 컴퓨팅 파워 규모의 대리 지표로 사용하여 계산을 수행했으며, 한층 더 큰 상상의 공간을 제시했습니다. 메타의 총 컴퓨팅 파워 규모는 2025년 7.5기가와트에서 2028년 21.2기가와트로 증가하고, 전용 AI 컴퓨팅 파워는 1.5기가와트에서 13.2기가와트로 늘어날 전망입니다. 재판매되는 컴퓨팅 파워 기가와트당 연간 200억 달러의 매출로 계산하면, 이 사업의 연간 환산 매출은 2028년까지 2,640억 달러에 달할 것으로 예상됩니다.

이에 대해 시장의 의견은 여전히 갈리고 있습니다. 뱅크오브아메리카는 메타의 자체 칩 개발 진행 상황이 아마존, 마이크로소프트, 구글에 뒤처져 있으며, 메타 스스로도 여전히 크루소(Crusoe) 같은 제3자로부터 약 1.6GW의 컴퓨팅 파워를 외부에서 구매해야 하는 처지라고 지적했습니다. 컴퓨팅 파워를 여전히 아웃소싱해야 하는 기업이 동시에 이를 외부에 재판매할 수 있는지 여부가 현재 가장 큰 논란의 대상입니다.

삼성 2nm 주문량 전년 대비 130% 급증 전망, 3분기 흑자 전환 기대

삼성전자의 경우 Meta로부터 수주한 10조 원 이상의 이번 주문이 실현된다면 2nm 생산 라인의 초기 유휴 생산 능력을 직접적으로 채우게 되며, 향후 주요 고객사를 확보하는 데 있어 중요한 보증을 제공하게 된다. Anthropic 역시 자체 개발 칩의 파운드리 협력과 관련해 삼성전자와 논의 중인 것으로 알려졌다.

지난 몇 년간 삼성전자의 파운드리 사업은 TSMC에 의해 지속적으로 억제되어 왔다. 올해 1분기 TSMC의 시장 점유율은 70%를 초과한 반면, 삼성전자의 점유율은 한 자릿수에 머물렀으며, 파운드리 사업부는 2023년부터 연속 적자를 기록했다.

그러나 상황이 반전되고 있다. 삼성전자의 4nm 생산 능력은 사실상 완판되었으며, 8nm 역시 풀가동에 근접했다. Tesla, Anthropic, Meta가 잇따라 주문을 넣으면서 중장기 수주 잔고는 50조 원에 육박할 것으로 전망된다.

올해 5월 Anthropic은 65억 달러 규모의 시리즈 H 투자 유치를 완료했으며, 삼성전자는 '전략적 인프라 파트너'로서 참여했다. 삼성전자는 3대 메모리 제조사 중 로직 칩 파운드리 역량을 갖춘 유일한 기업으로, 이번 투자는 향후 수주를 위한 발판을 마련한 것이기도 하다.

삼성전자 내부에선 2026년 2nm 관련 주문 건수가 2025년 대비 130% 이상 급증할 것으로 전망하고 있다. TSMC의 2026년 2nm 생산 능력은 Apple, Nvidia, AMD에 의해 사실상 예약이 완료된 상태이며, 삼성전자는 마침 이 시기에 여유 2nm 생산 능력을 보유하고 있다. 만약 Meta와 Anthropic의 주문이 2026년 하반기에 예정대로 성사될 수 있다면, 삼성전자 파운드리 사업부는 2026년 3분기에 흑자 전환할 수 있을 것으로 예상된다.