[뉴스스페이스=윤슬 기자] 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 2025년 10월 22일 발표한 3분기 실적 컨퍼런스콜에서 차세대 인공지능(AI) 칩셋 'AI5'와 'AI6' 제조에 삼성전자가 각각 참여한다고 공식 밝혔다. 기존에 AI6만을 삼성에서 맡는 것으로 알려졌으나, AI5 역시 기존 대만 TSMC 공장과 함께 삼성에서 공동 생산될 것임을 확인한 것이다.

블룸버그에 따르면, 삼성전자는 이미 AI4 칩셋을 생산하고 있으며, AI6는 텍사스에 건설 중인 대형 신규 팹이 전념 생산할 예정이다. AI6 생산 계약 규모는 2033년까지 165억 달러(한화 약 22조7000억원)로 역대 삼성 반도체 단일 고객 수주 최대 금액이다. 이번 계약은 2027~2028년 양산 목표의 AI6를 대상으로 하며, 2nm급 첨단 공정이 적용된다. 그러나 2nm 공정의 수율 문제로 출시 시기는 다소 유동적일 수 있다는 전망도 나온다.

AI5는 2026년 말 양산이 목표이며, 최대 2500테라옵스(1초에 1조회 연산) 성능을 낼 것으로 알려졌다. AI6는 AI5 대비 2~3배 높은 5000~6000테라옵스로, 자동차 자율주행뿐 아니라 휴머노이드 로봇 옵티머스, 데이터센터 등 테슬라 생태계 전반에 활용될 예정이다. AI6는 학습과 추론 기능을 모두 수행하는 통합 설계로, 종전 도조(Dojo) 슈퍼컴퓨터 프로젝트는 이 칩셋 기반으로 대체됐다.

머스크는 AI 칩의 과잉 공급 목표를 명확히 하며 "자동차와 로봇용 칩이 남으면 데이터센터에 활용할 것"이라 말했다. 또한, 엔비디아 경쟁에 대해선 "테슬라는 자체 수요만 감당하면 돼서 대체가 목적이 아니다"라면서도, 업계는 테슬라의 AI 칩 개발이 엔비디아의 독점 구조를 흔드는 중요한 변수로 평가한다.

AI5 칩은 설계 단계에서 하드웨어·소프트웨어 공동 설계를 도입해 AI 모델에 최적화된 명령어 처리가 가능하다. 예를 들어 AI4 칩셋에서는 소프트맥스 함수 연산을 소프트웨어에서 에뮬레이션해야 했으나, AI5는 이를 하드웨어에 내장해 처리 속도를 크게 높였다. 이로써 AI5는 2500테라옵스 이상의 성능을 최저 전력과 저단가로 제공하며, FSD(Full Self-Driving) 안전성 개선에 기여할 것으로 기대된다.

삼성의 텍사스 팹은 미국 내 반도체 생산 확대의 핵심으로, TSMC와 경쟁 구도이며 동시에 동시 다발적 생산체제로 공급망 안정성도 강화했다. AI5는 TSMC 대만 및 애리조나 공장에서 초기 생산되며, 삼성은 AI5 제조도 분담해 생산량과 효율을 극대화한다. 전문가들은 삼성과 테슬라의 협력이 삼성의 첨단 파운드리 기술 경쟁력을 가늠할 시험대가 될 것으로 보고 있다.

한편, 머스크는 "AI6는 2028년 이후 출시 예정이며, 완전 자율주행 자동차뿐 아니라 옵티머스 로봇, 테슬라 세미 트럭, 보안 카메라 등 모든 엣지 디바이스에 탑재할 것"이라고 밝혔다. AI6는 특히 AI 연산 속도와 전력 효율성에서 상당한 진전을 이룰 것으로 관측되고 있다.

이번 삼성과 테슬라의 파트너십은 글로벌 AI 반도체 시장에서 기술과 공급망 주도권 확보 경쟁이 치열해지는 가운데 매우 중요한 이정표로 평가받는다. 미국과 대만, 한국 반도체 산학계의 협력과 경쟁 구조 변화도 주목된다.

이번 협력으로 삼성전자는 TSMC가 장악한 AI 칩 시장에서 입지를 넓히고, 테슬라는 맞춤형 고성능 칩과 안정적 공급망 확보라는 두 마리 토끼를 잡게 됐다. 미래 모빌리티와 AI 하드웨어 시장에 미칠 파장은 상당할 전망이다.