삼성전자가 미국 반도체 설계 기업 브로드컴과 약 290조원 규모의 전략적 협력에 나선다.

고대역폭메모리(HBM)와 최첨단 파운드리, 첨단 패키징 기술을 한데 묶어 브로드컴의 차세대 인공지능(AI) 가속기와 통신용 반도체에 공급하는 것이 핵심이다.

삼성전자는 지난 24일 미국 샌프란시스코에서 열린 ‘샌프란시스코 AI 서밋’에서 브로드컴과 차세대 AI 핵심 인프라 구축을 위한 전략적 업무협약을 체결했다.

양사는 2030년까지 5년간 약 2천억달러, 우리 돈으로 약 290조원 규모의 협력을 추진할 계획이다.

이번 협력은 단순한 메모리 공급 계약을 넘어선다.

삼성전자는 브로드컴의 AI 가속기와 고속 데이터통신용 반도체에 HBM4와 HBM4E를 공급하고, 2나노 이하 공정을 활용한 반도체 위탁생산과 첨단 패키징까지 함께 제공할 예정이다.

쉽게 말해 메모리와 연산칩 생산, 여러 반도체를 하나로 연결하는 패키징을 삼성전자가 통합해서 맡는 구조다.

AI 반도체는 연산 성능뿐 아니라 메모리와 칩 사이의 데이터 이동 속도, 전력 효율, 패키징 기술이 전체 성능을 좌우한다.

삼성전자는 메모리와 파운드리, 패키징 사업을 모두 보유하고 있어 한 회사 안에서 AI 반도체의 주요 생산 공정을 연결할 수 있다는 강점이 있다.

이번 협력은 AI 반도체 시장이 엔비디아의 그래픽처리장치 중심에서 빅테크 기업별 맞춤형 가속기인 ASIC으로 확대되는 흐름과도 맞물려 있다.

ASIC은 특정 기업이나 서비스가 원하는 AI 연산에 맞춰 설계한 반도체다.

범용 GPU보다 특정 작업에서 전력 효율과 성능을 높일 수 있어 구글과 메타 등 글로벌 빅테크 기업들의 투자가 확대되고 있다.

브로드컴은 맞춤형 AI 가속기와 데이터센터용 네트워크 반도체 시장에서 빠르게 성장하고 있다.

브로드컴의 2026회계연도 2분기 AI 반도체 매출은 108억달러로 전년 동기보다 143% 증가했다.

3분기 AI 반도체 매출도 160억달러에 달할 것으로 전망되면서 메모리와 연산칩, 네트워크, 패키징을 함께 최적화할 수 있는 생산 파트너의 중요성이 커지고 있다.

삼성전자는 이번 협력을 통해 HBM 고객사를 다변화할 수 있을 것으로 기대된다.

HBM 시장은 AI 가속기 업체의 제품 개발 일정과 고객 인증 여부에 따라 공급 규모가 크게 달라진다. 삼성전자가 브로드컴의 차세대 제품 개발에 초기부터 참여하면 장기 공급 계약을 확보할 가능성도 높아진다.

파운드리 사업에도 긍정적인 영향을 줄 수 있다.

브로드컴의 대형 AI 반도체를 삼성전자 2나노 공정에서 안정적으로 양산하면 수율과 기술력을 입증하고 추가 고객사를 확보할 기반을 마련할 수 있다.

첨단 반도체 공정에서 수율은 생산한 칩 가운데 정상적으로 작동하는 제품의 비율을 뜻한다. 수율이 높을수록 생산비를 낮추고 안정적으로 제품을 공급할 수 있다.

삼성전자가 메모리와 파운드리, 패키징을 통합 공급하면 고객사는 여러 업체와 개별적으로 계약할 필요가 줄어든다.

제품 설계 단계부터 메모리와 연산칩, 패키징을 함께 최적화할 수 있어 개발 기간과 전력 소비를 줄일 수 있다는 장점도 있다.

삼성전자 입장에서는 개별 제품을 판매하는 것보다 고객사와 장기간 협력할 가능성이 커진다.

이번 협력이 대만 TSMC 중심으로 형성된 첨단 반도체 공급망에 새로운 대안이 될 수 있다는 기대도 나온다.

현재 AI 가속기 시장에서는 첨단 파운드리와 패키징 생산 능력이 일부 기업에 집중되면서 생산 병목과 공급 지연 문제가 반복되고 있다.

삼성전자가 브로드컴 공급망에 본격적으로 참여하면 AI 반도체 생산 능력이 확대되고 가격과 납기 경쟁도 강화될 수 있다.

다만 실제 협력 규모는 제품별 고객 인증과 삼성전자 2나노 공정의 수율, 첨단 패키징 양산 능력, 브로드컴 고객사의 최종 주문 등에 따라 달라질 수 있다.

반도체업계 관계자는 “삼성전자가 메모리와 파운드리를 함께 제공하는 AI 반도체 통합 사업자로 도약할 수 있는 기반을 마련했다”며 “구체적인 성과는 고객 인증과 양산 안정성에 달려 있다”고 말했다.