삼성 반도체 공장, 엔비디아 칩 100개 만들면 80개 이상 쓸 수 있게 됐다 엔비디아 AI 칩이 경쟁 플랫폼보다 최대 4배 빠른 속도로 텍스트를 생성했습니다. 그 칩이 만들어지는 곳은 삼성전자 평택 공장입니다. 그런데 불과 몇 달 전까지, 이 공장에서 같은 칩을 만들어도 팔 수 없는 불량품이 더 많았습니다. 지금은 달라졌습니다. 그 변화가 삼성 파운드리 사업 전체의 구조를 바꾸고 있습니다.
2025년 7월 24일, 미국 캘리포니아에서 열린 반도체 학회 '핫칩스 2026'에서 엔비디아는 AI 추론 가속기 '그록3 LPX'가 본격적인 양산 단계에 들어갔다고 밝혔습니다. 이 칩은 삼성전자 평택 S5 파운드리 라인의 4나노 공정에서 생산됩니다. 젠슨 황 엔비디아 최고경영자는 올 3월 GTC 2026에서 "삼성이 그록3를 만들고 있다"고 직접 공개했고, 삼성전자도 당시 행사장에서 그록3 웨이퍼를 전시했습니다. 성능 평가에서 그록3는 구글 '젬마4 31B' 모델 기준으로 초당 3400개의 출력 토큰을 생성했습니다. 해당 모델에서 기록된 가장 빠른 속도입니다.
파운드리(반도체 위탁생산)에서 수율은 웨이퍼 한 장에서 정상 작동하는 칩의 비율을 뜻합니다. 수율이 낮으면 같은 재료를 써도 팔 수 있는 칩이 줄어 원가가 급격히 높아집니다. 반대로 수율이 일정 수준을 넘으면 대량 주문을 소화하면서도 이익을 남길 수 있습니다. 업계에 따르면 그록3의 생산 수율은 올 4월과 비교해 최근 2~3배 개선된 것으로 파악됩니다. 현재는 업계에서 안정적인 양산이 가능한 수준으로 보는 80% 이상에 올라선 것으로 추정됩니다. 삼성전자는 올 2분기 실적 발표에서 8나노 이하 선단공정이 사실상 풀가동에 들어갔다고 밝혔습니다.
삼성전자는 그록3와 같은 계열의 4나노 공정에서 6세대 고대역폭메모리(HBM4)용 '베이스다이'를 먼저 생산해왔습니다. 고대역폭메모리는 AI 연산에 쓰이는 고속 메모리로, 베이스다이는 그 기반이 되는 하부 칩입니다. 이 과정에서 공정 변동성을 줄이고 양품 비율을 높이는 노하우가 쌓였고, 그것이 그록3 같은 대형 외부 고객 칩의 생산 안정성으로 이어졌다는 분석입니다. 즉, 내부 제품 생산이 외부 고객 수율 개선의 발판이 됐습니다. 공정이 한 번 익으면 비슷한 구조의 칩에서도 같은 효과가 나타납니다.
삼성 파운드리는 한때 낮은 수율과 빈 생산라인이 동시에 문제였습니다. 대형 고객을 유치하지 못하니 라인이 비고, 라인이 비니 수율 개선 경험도 쌓이지 않는 구조였습니다. 그 결과 물량을 채우기 위해 낮은 가격을 제시하는 수주 방식이 이어졌습니다. 그러나 지금은 선단공정에서 고객 수요가 생산능력 확대 속도를 앞지르는 상황으로 바뀌었습니다. 최근 삼성전자는 미국과 중국 고객을 대상으로 4나노 신규 수주 가격을 최대 15% 인상한 것으로 알려졌습니다. 수익성이 낮은 주문 대신 선별적으로 받을 수 있는 구조가 됐다는 의미입니다.
업계 관계자는 "파운드리는 결국 수율이 올라가야 고객이 물량을 늘리고 가격 협상력도 생긴다"며 "AI 고객을 중심으로 가동률과 수율이 동시에 개선되는 것은 삼성 파운드리의 사업 구조가 과거와 달라지고 있다는 신호"라고 말했습니다. 삼성 파운드리는 올해 AI·고성능컴퓨팅 관련 매출 비중이 지난해 10% 후반에서 30% 이상으로 높아질 것으로 예상하고 있습니다. 하반기에는 선단공정 매출 비중이 전체 파운드리 매출의 절반을 넘어설 전망입니다. 2나노 공정에서도 대형 클라우드서비스사업자와 AI 고객으로부터 설계 단계 프로젝트를 확보했으며, 올해 2나노 수주 프로젝트 수는 지난해보다 두 배 이상 늘어날 것으로 전망됩니다. 다만 이 수치들은 삼성전자 자체 예상과 업계 추정치이며, 확정된 실적이 아닙니다.
수율 80% 이상이라는 수치가 왜 중요한지입니다. 웨이퍼 100장을 넣으면 80장 이상에서 정상 칩이 나온다는 뜻입니다. 파운드리 업계에서 이 선을 넘으면 대량 주문을 받아도 손해 보지 않는 구간으로 진입한다고 봅니다. 그 아래에서는 물량이 늘수록 오히려 적자가 날 수 있습니다. 삼성 평택 공장이 올 4월에는 그 선 아래에 있었고, 지금은 그 선을 넘어선 것으로 추정됩니다. 엔비디아의 양산 선언은 기술 발표인 동시에, 그 수치에 대한 고객 측의 확인이기도 합니다.
