[서울=뉴스핌] 김아영 기자 = 자율주행 확대로 차량용 반도체 수요가 급증하면서 삼성전자 파운드리(반도체 위탁생산) 사업이 새 성장축을 확보했다는 평가가 힘을 얻고 있다. 차량용 반도체 시장이 향후 5년 동안 연간 11% 씩 커질 것으로 예상되는 가운데, 테슬라와 현대차 등 대표 완성차 업체들이 잇따라 삼성에 칩 생산을 맡기고 있다. 자율주행 시대 삼성 파운드리의 '새 먹거리'에 대한 윤곽도 뚜렷해지는 모습이다.

9일 시장조사기관 모도어 인텔리전스에 따르면, 차량용 반도체 시장 규모는 2025년 111조원에서 2030년 188조원으로 연평균 11.14% 가량 성장할 전망이다.

내연기관차 대비 배터리 관리, 전력 제어, 모터 구동 등을 위한 반도체가 훨씬 많이 필요하고, 자율주행 기능이 올라갈수록 센서·통신·인공지능(AI) 연산용 칩까지 추가로 들어가기 때문이다. 차량 한 대에 탑재되는 반도체 수량이 이전보다 몇 배씩 늘어나는 구조라 완성차 업체들에겐 안정적인 칩 공급망이 경쟁력의 핵심 요소로 부상했다. 파운드리 업체들 역시 고부가 시장이 열린 셈이다.

삼성 파운드리는 이러한 변화 속에서 테슬라와 현대차라는 상징적인 고객을 확보하며 차량용 칩 레퍼런스를 빠르게 쌓고 있다. 삼성전자는 지난 7월 테슬라와 약 22조8000억원 규모의 고성능 AI 칩 AI6 장기 공급 계약을 체결했다. AI6는 테슬라의 자율주행차와 데이터센터에 들어갈 차세대 AI 칩으로, 고난도 공정과 설계 기술이 요구되는 제품이다. 이후 테슬라가 차세대 차량·로봇용 칩셋인 AI5 물량 가운데 일부를 삼성에도 배정한 것으로 전해졌다.

국내 완성차와의 협력도 확대되고 있다. 삼성 파운드리는 지난 10월 현대자동차가 발주한 8나노 공정 기반 차량용 반도체 수주에 성공했다.

반도체 업계에서는 현대차 차량에 탑재되는 5나노급 자율주행 칩 양산도 삼성이 수주할 것으로 예상한다. 해당 칩은 산업통상자원부의 'K-온디바이스 AI반도체' 사업 과정에서 협력사를 재선정할 계획인데, 현대차가 2030년까지 차량용 반도체 10%를 국산화하겠다는 목표를 세운데다 국내 사업이라는 점에서 삼성전자에 우호적이라는 평가다.

테슬라와 현대차 외 글로벌 완성차 업체들이 소프트웨어 정의 차량(SDV)과 자율주행차 분야를 강화하고 있다는 점도 삼성에 유리한 환경을 조성하고 있다. SDV는 자동차를 '움직이는 컴퓨터'로 보고, 소프트웨어 업데이트만으로 기능을 계속 확장하는 개념이고 자율주행은 운전자 개입을 최소화하는 기술이다. 이 구조에서는 고성능 칩이 차량의 두뇌 역할을 하며, 세대가 바뀔 때마다 칩 성능도 함께 고도화될 수밖에 없다.

완성차업계 관계자는 "글로벌 완성차 업체들은 파운드리 공급망을 고려해 분산 수주할 가능성이 높기 때문에 현실적으로 삼성이 수혜를 입을 가능성이 커 보인다"며 "게다가 삼성은 테슬라와 현대차의 잇단 수주로 차량용 칩 분야에서 존재감을 키우고 있어 다른 글로벌 완성차 업체들도 삼성 파운드리에 대해 긍정적으로 생각할 것"이라고 말했다.

차량용 반도체 사업 확대는 삼성 파운드리 수익성 개선과 체질 전환에도 도움이 될 것으로 관측된다. 모바일·PC용 칩은 경기와 수요 변동에 민감하고 가격 경쟁이 치열한 반면, 자동차용 칩은 적용 후 교체 주기가 길고 품질·안정성 기준이 까다롭기 때문에 상대적으로 단가와 마진이 높은 편이다. 특히 자율주행용 AI 칩처럼 기능과 신뢰성을 모두 요구하는 제품은 설계·검증에 많은 시간이 소요되는 만큼 한 번 관계를 맺으면 장기간 거래가 이어질 가능성이 크다.

물론 과제도 적지 않다. 차량용 칩은 긴 검증 기간과 엄격한 품질 기준 탓에 초기 수율과 안정성을 입증해야 하고, 완성차가 요구하는 공급 안정성·장기 공급 계약 조건도 충족해야 한다.

반도체업계 관계자는 "삼성이 자율주행용 AI 칩처럼 고부가가치 제품까지 수주 범위를 넓혀가고 있어 향후 성장 가능성이 매우 크다"며 "특히 차량용 칩은 수익성이 높고 장기 거래가 보장되는 만큼 삼성 파운드리가 미래 성장을 견인할 핵심 사업으로 성숙해가는 과정"이라고 평가했다.

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