일론 머스크 테슬라 CEO가 차세대 AI6 반도체의 설계 확정(테이프아웃) 시점을 올해 12월로 제시했다. 해당 칩은 삼성전자 테일러 공장의 2나노 공정을 통해 2027년 하반기 양산될 예정이며, 엔비디아 의존도를 낮추기 위한 테슬라 자립 전략의 핵심으로 평가받는다.

AI6 테이프아웃 일정 및 성능 목표

일론 머스크 테슬라 CEO는 19일(현지시각) 소셜 미디어 플랫폼 X를 통해 차세대 인공지능(AI) 반도체인 'AI6'의 설계 완료 계획을 공개했다. 머스크는 AI 기술을 활용한 설계 가속화가 뒷받침될 경우, 오는 12월까지 AI6 칩의 테이프아웃(Tape-out)을 완료할 수 있을 것이라고 밝혔다. 테이프아웃은 반도체 설계 도면이 확정되어 파운드리(반도체 위탁생산) 업체로 전달되는 직전 단계를 의미하며, 칩 개발 공정에서 양산 직전의 가장 중요한 이정표로 꼽힌다.

머스크가 제시한 AI6의 성능 목표는 기존 모델 대비 비약적인 도약을 지향한다. 단일 AI6 칩이 동일한 공정 노드와 다이(Die) 크기 내에서 듀얼 SoC(System on Chip) 구조인 AI5와 동등한 성능을 낼 수 있다는 설명이다. 이는 칩 하나가 기존 두 개의 칩 성능을 대체할 수 있음을 의미하며, 전력 효율과 연산 밀도를 극대화해 자율주행(FSD) 및 옵티머스 로봇의 구동 능력을 획기적으로 개선하려는 전략이다. 테슬라는 자체 반도체 설계를 통해 하드웨어와 소프트웨어의 수직 계열화를 공고히 하겠다는 의지를 재확인했다.

삼성전자와의 전략적 파트너십 및 제조 로드맵

머스크의 발표에 앞서 삼성전자는 테슬라 AI6 칩의 구체적인 양산 일정을 공식화했다. 한진만 삼성전자 파운드리 사업부장은 지난 17일 주주총회에서 2027년 하반기부터 테슬라의 AI6 칩 양산에 들어갈 계획이라고 확인했다. 해당 칩은 미국 텍사스주 테일러에 위치한 삼성전자의 첨단 파운드리 공장에서 최첨단 2나노미터(nm) 공정을 사용하여 제조될 예정이다. 테슬라는 2025년 중반 삼성전자와 165억 달러(약 22조 원) 규모의 다년간 제조 계약을 체결하며 안정적인 생산 기반을 확보한 상태다.

삼성전자의 2나노 공정은 차세대 자율주행 칩 시장의 주도권을 결정지을 핵심 기술로 평가받는다. 테슬라가 엔비디아(Nvidia)의 범용 GPU 대신 자체 설계한 맞춤형 AI6 칩을 삼성의 선단 공정에서 생산하는 것은 생산 단가를 낮추고 테슬라 특화 알고리즘에 최적화된 하드웨어를 구현하기 위함이다. 삼성전자 역시 테일러 공장의 가동률을 높이고 대형 고객사인 테슬라와의 협력을 강화함으로써 파운드리 시장에서 TSMC와의 격차를 좁힐 수 있는 발판을 마련하게 되었다.

공정 지연 리스크와 AI5 병행 전략

공격적인 로드맵에도 불구하고 공정 지연에 대한 우려는 여전히 상존한다. 반도체 전문 매체 일렉트렉(Electrek)에 따르면, 삼성전자의 2나노 멀티 프로젝트 웨이퍼(MPW) 런 단계가 약 6개월가량 지연되면서 전반적인 양산 준비 일정이 늦춰질 가능성이 제기되었다. 핵심 프로토타입 생산 단계에서의 차질이 현실화될 경우, AI6의 실제 대량 생산 시점은 2027년 말 이후로 미뤄질 수 있다는 분석이다.

이러한 불확실성 속에서 테슬라는 AI5와 AI6를 병행하는 복잡한 칩 로드맵을 운영 중이다. 머스크가 지난 1월 "거의 완성 단계"라고 언급한 AI5 칩은 여전히 2027년 중반 양산을 목표로 개발되고 있다. 즉, 테슬라는 현재 주력인 자율주행 시스템을 지원할 AI5의 안정적인 공급을 준비하는 동시에, 차세대 플랫폼을 위한 AI6 설계를 동시에 진행하는 초고속 개발 주기를 유지하고 있다. 공정 지연 리스크를 관리하면서도 기술 격차를 유지하기 위한 테슬라의 하드웨어 전략이 시험대에 오른 형국이다.

자체 생산 기지 테라팹과 엔비디아 이중 전략

테슬라는 외부 파운드리에 대한 의존도를 근본적으로 낮추기 위해 사내 칩 제조 프로젝트인 '테라팹(Terafab)' 착수 계획도 구체화했다. 머스크는 지난주 테라팹 프로젝트가 7일 이내에 시작될 것이라고 언급하며, 장기적으로 외부 위탁 생산 비중을 줄이겠다는 의지를 밝혔다. 테라팹은 향후 옵티머스 로봇의 대량 생산과 로보택시 프로그램 가동에 필요한 칩 수요를 충당하기 위한 자체 공급망 구축의 핵심이다.

동시에 테슬라는 엔비디아와의 협력 관계를 유지하는 이중 전략을 구사하고 있다. 머스크는 AI6 개발 소식과 함께 스페이스X와 테슬라가 향후에도 대규모로 엔비디아 칩 주문을 지속할 것이라고 강조했다. 젠슨 황 엔비디아 CEO의 팬임을 자처하며 엔비디아의 기업가치가 정당하다고 평가한 것은, 자체 칩 개발과 별개로 대규모 AI 모델 학습 및 추론을 위한 하드웨어 인프라 확보에서는 엔비디아의 솔루션이 여전히 필수적이라는 현실적 판단에 근거한다. 테슬라는 당분간 엔비디아의 강력한 컴퓨팅 파워를 활용하면서도, 차량 및 로봇 엣지 단(Edge-side)에서는 AI6 등 자체 실리콘을 탑재해 독자적인 생태계를 완성해 나갈 것으로 전망된다.