삼성전자가 구글의 차세대 인공지능(AI) 반도체 생산 일부를 수주할 가능성이 제기되면서 글로벌 파운드리 시장의 판도 변화에 관심이 쏠리고 있다.

미국 IT 전문매체 디인포메이션은 11일(현지시간) 복수의 소식통을 인용해 구글이 차세대 텐서처리장치(TPU) '아이스피시(Icefish)' 생산을 위해 삼성전자와 협의를 진행 중이라고 보도했다.

보도에 따르면 구글은 TPU 생산을 TSMC와 삼성전자에 분산 발주하는 방안을 검토하고 있다. 연산 기능을 담당하는 메인 프로세서는 TSMC의 1.4나노 공정에서 생산하고, 삼성전자는 메인 프로세서와 고대역폭메모리(HBM)를 연결하는 메모리 입출력 다이(I/O Die)를 2나노 공정으로 생산하는 방안이 유력한 것으로 알려졌다.

I/O 다이는 AI 반도체 성능을 좌우하는 핵심 부품 중 하나다. AI 연산 규모가 커질수록 프로세서와 HBM 간 데이터 전송 효율이 중요해지기 때문이다.

업계에서는 삼성전자가 세계 최대 메모리 반도체 기업으로서 HBM 기술과 메모리 구조에 대한 높은 이해도를 보유하고 있다는 점이 이번 협상에서 강점으로 작용한 것으로 보고 있다.

일각에서는 삼성전자 메모리 사업부가 HBM을 공급하고 파운드리 사업부가 I/O 다이를 생산한 뒤 첨단 패키징까지 수행하는 통합 공급 체계가 구축될 가능성도 제기된다.

구글은 현재 대만 반도체 설계기업 미디어텍과 함께 아이스피시 칩을 개발 중이며 오는 2028년 본격 양산할 계획이다.

이번 계약이 성사될 경우 삼성전자 파운드리 사업부에는 의미 있는 전환점이 될 전망이다. 최근 AI 반도체 수요 급증으로 TSMC 생산 능력이 빠르게 소진되면서 글로벌 빅테크 기업들이 공급망 다변화에 나서고 있기 때문이다.

삼성전자는 최근 미국 텍사스주 테일러 공장을 중심으로 첨단 공정 생산 역량을 확대하고 있다. 지난해에는 테슬라의 차세대 AI6 칩 생산 계약을 수주했으며, AI 반도체 스타트업 그록(Groq)의 언어처리장치(LPU) 생산도 맡는 등 대형 고객사를 잇따라 확보하고 있다.

시장에서는 이번 구글 수주 가능성이 현실화될 경우 삼성전자 2나노 공정의 기술 경쟁력을 입증하는 계기가 될 것으로 평가하고 있다. 동시에 AI 반도체 공급망이 TSMC 중심 구조에서 다변화되는 신호탄이 될 수 있다는 분석도 나온다.