[Chips & TECH] TSMC "차세대 그록 LPU 협업 중"…삼성 파운드리 AI 수주 ...

[녹색경제신문 = 정창현 기자] 웨이저자 TSMC 회장이 올해 1분기 실적 컨퍼런스콜에서 현재 삼성전자 파운드리가 양산 중인 그록(Groq)의 차세대 LPU(Language Processing Unit) 공동작업을 공식 확인했다. AI 가속기 파운드리 시장에서 삼성전자가 확보한 첫 번째 의미 있는 레퍼런스를 둘러싼 경쟁 구도가 차세대 제품부터 재편될 수 있다는 전망에 힘이 실린다.

17일 TSMC 1분기 실적 발표 및 컨퍼런스콜 자료에 따르면, 웨이저자 회장은 그록 LPU를 둘러싼 삼성전자와의 경쟁 구도에 대한 질의에 "우리는 해당 고객의 차세대 LPU 관련 작업을 진행 중"이라며 "우리의 기술적 위치에 매우 큰 자신감을 갖고 있으며, 확보 가능한 모든 물량을 잡기 위해 최선을 다할 것"이라고 밝혔다.

LPU는 미국 AI 반도체 스타트업 그록이 개발한 추론 특화 프로세서다. 엔비디아 GPU가 AI 모델의 학습과 추론을 범용적으로 처리하는 것과 달리, LPU는 대규모 언어모델(LLM)의 추론 작업에 최적화된 아키텍처를 채택해 토큰 생성 속도와 전력 효율에서 차별화를 내세운다.

TSMC IR 책임자는 해당 질문과 관련해 "매우 구체적인 고객과 제품"이라며 답변을 우회하려 했으나 웨이저자 회장이 직접 응답에 나선 것으로, 특정 고객의 특정 제품에 대해 컨콜에서 CEO가 직접 답변한 것은 이례적이다.

엔비디아 그록3 LPU 가속기 [이미지=엔비디아]

웨이저자 회장의 발언이 시사하는 것은 AI 가속기 파운드리 시장의 구조적 변화다. 현재 AI 가속기 파운드리 시장은 엔비디아 GPU·브로드컴 ASIC 등 대부분의 핵심 칩이 TSMC에서 생산되는 사실상 독점 구도다. 반면 그록은 추론 특화 LPU로서 이 시장에 진입한 신흥 플레이어로, 현행 세대인 그록3를 삼성전자 파운드리 평택 라인에서 양산하고 있다. 삼성전자 파운드리가 AI 가속기 시장에서 확보한 사실상 유일한 대형 레퍼런스인 셈이다.

TSMC가 차세대 그록 LPU 협업을 공식 확인한 것은 이 구도가 고착되기 전에 선제적으로 물량을 가져오겠다는 전략적 의지로 풀이된다. 업계 한 관계자는 “현재 구조는 TSMC가 대부분을 장악하고, 삼성전자는 그록이라는 단일 축으로 버티는 형태”라며 “차세대 LPU 발주가 어디로 가느냐에 따라 AI 파운드리 시장의 균형 자체가 바뀔 수 있다”고 분석했다.

특히 이번 컨콜에서 웨이저자 회장은 자사의 오랜 캐파 운영 원칙을 명시적으로 깨고 3나노 글로벌 증설 계획을 발표했다. 웨이저자 회장은 "대만 타이난에 신규 3나노 팹을 짓고(2027년 상반기 양산), 애리조나 2공장(2027년 하반기 양산)과 일본 2공장(2028년 양산)도 3나노로 운영할 것"이라며 "기존 5나노 장비의 3나노 전환도 병행한다"고 밝혔다. 차세대 LPU가 더 미세한 공정으로 이동할 경우, TSMC는 캐파·수율·가격 모든 면에서 한층 강화된 협상 카드를 쥐게 될 전망이다.

삼성전자 파운드리 입장에서는 AI 교두보 수성을 위한 대응 과제가 뚜렷해진다. 업계에서는 그록이 삼성전자 파운드리와 협업을 이어 온 배경으로 TSMC 대비 캐파 확보 용이성, 가격 경쟁력, 기존 양산 경험 축적 등을 꼽아왔다. 그러나 TSMC의 3나노 대규모 증설이 2027년부터 순차 가동되면 삼성전자 입장에서는 캐파 부족에 따른 오버플로우 수주 기회가 구조적으로 줄어들 수 있다. 삼성전자 파운드리가 차세대 물량을 방어하려면 SF3(3나노 GAA) 또는 SF2(2나노)의 수율 안정화와 양산 신뢰성이 핵심 변수가 될 것으로 보인다.

[구글 제미나이 생성 이미지]

향후 시나리오는 크게 세 가지로 나뉜다. 첫째, TSMC가 차세대 그록 LPU 물량을 전량 가져오는 경우, 삼성전자 파운드리는 AI 가속기 시장의 사실상 유일한 대형 레퍼런스를 잃게 된다. 둘째, 그록이 이중 소싱(dual-sourcing) 전략을 택해 삼성전자 파운드리와 TSMC에 물량을 분산하는 경우, 삼성전자는 물량 일부를 유지하나 독점 레퍼런스로서의 상징성은 약화된다. 셋째, 삼성전자 파운드리가 선단 공정 수율과 가격 경쟁력으로 차세대 물량을 온전히 방어하는 경우, AI 파운드리 시장에서 TSMC 독점 구도에 첫 번째 균열이 공고해지는 셈이다.

다만, 웨이저자 회장의 "협업 중" 발언이 수주 확정을 의미하지는 않는다. "협업 중"이라는 표현이 설계 초기 탐색 단계인지, 테이프아웃을 앞둔 본격 공동 작업인지는 확인되지 않았다. 차세대 그록 LPU의 타깃 노드 역시 공개되지 않은 상태다. 실제 파운드리 선정 결과가 나올 때까지, 삼성전자 파운드리의 선단 공정 양산 역량과 TSMC의 캐파 확장 속도 간의 경쟁이 AI 가속기 파운드리 시장의 향방을 가늠하는 주요 변수가 될 것으로 보인다.

한편, TSMC의 올해 1분기 실적은 시장 기대를 상회했다. TSMC의 1분기 순이익은 5725억 대만달러로 전년 동기 대비 약 58% 증가했고, 매출은 1조1341억 대만달러로 전년 동기 대비 35% 증가하며 분기 기준 최대치를 경신했다. 영업이익은 6590억 대만달러로 전년 동기 대비 약 62% 증가했으며, 영업이익률은 58.1%를 기록했다. 매출총이익률은 66.2%로 상승했고, 순이익률 역시 50%를 넘어 매출의 절반 이상이 이익으로 전환됐다.

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