삼성전자는 올해 내 4나노 공정의 생산 물량이 HBM4 베이스다이와 AI 추론 칩의 수요로 인해 이미 소진된 상태라고 밝혔다. 이러한 상황에서 삼성전자는 제한된 공급 능력을 보완하기 위해 5나노 및 8나노 공정으로 고객 확보에 힘쓰고 있다. ZDNet Korea에 따르면, 삼성전자의 4나노 파운드리 공정은 2024년 생산 물량까지 확보된 것으로 나타났다.

지난 2월, 삼성전자는 HBM4 양산에 들어가며 4나노 로직 베이스다이를 적용한 바 있다. HBM4는 고대역폭 메모리로, AI 서버에서 연산 장치와 대용량 데이터를 빠르게 주고받기 위해 설계되었으며, 베이스다이는 이들 간의 연결과 데이터 흐름 제어를 담당한다. 특히, 엔비디아와 그록의 주문 증가가 4나노 수요의 주요 요인으로 작용하고 있다. 엔비디아의 CEO 젠슨 황은 그록용 언어처리장치(LPU) 제조 파트너로 삼성을 언급한 바 있다.

삼성전자가 발표한 그록 3 LPX의 사양은 AI 추론 연산 성능 315페타플롭스(PFLOPS)를 지원하며, 정적램(SRAM) 용량이 128GB, 메모리 대역폭이 40PB/s에 달한다. 이와 같은 성능 덕분에 그록 3 LPU의 4나노 웨이퍼는 GTC 2026 전시 부스에 전시될 예정이다.

4나노 공급이 한정된 상황 속에서 삼성전자는 5나노 공정을 대안으로 제시하고 있으며, 공식 웹사이트에는 데이터센터, 엔터프라이즈, AI 추론 및 학습 분야에서 5나노부터 2나노까지의 다양한 공정이 권장되고 있다. 5나노 공정은 차량용 및 모바일 반도체뿐만 아니라 AI 서버와 고성능 컴퓨팅 설계에도 적용될 수 있는 가능성이 있어, 삼성은 검증된 5나노 생산능력을 통해 고객의 선택 폭을 넓히려는 전략을 세웠다.

ZDNet Korea는 삼성전자가 SAFE 포럼 2026 이후 국내외 디자인 하우스에 5나노와 8나노의 영업 강화를 요청했다고 전했으며, 미국 테일러 팹 1호기는 2027년을 목표로 2나노 양산에 나설 예정이라고 보도했다. AI 반도체에 대한 수요의 증가로 웨이퍼 생산뿐만 아니라 첨단 패키징 또한 큰 부담이 되고 있는 상황이다. 트렌드포스는 AI 경쟁이 3나노와 2나노 웨이퍼 및 2.5D와 3D 첨단 패키징의 공급망을 압박하고 있다고 분석했다.

첨단 패키징은 여러 반도체 칩을 고성능, 고집적 형태로 연결하고 조립하는 후공정 기술로, AI 서버에서는 연산 장치와 HBM 간 데이터 이동 속도가 중요해지면서 웨이퍼 생산능력과 패키징 설비를 동시에 확보해야 할 필요성이 커지고 있다. HBM 경쟁이 세대 전환을 넘어 메모리, 파운드리, 패키징 통합 경쟁으로 확장되고 있는 상황에서 삼성전자는 이들 세 가지 사업 역량을 보유하고 있는 점을 AI 반도체 공급망 전략의 차별점으로 강조하고 있다.

중국과 인도의 팹리스 기업들이 5나노 주문을 확대하고 있다는 소식이 전해졌으나, 구체적인 고객명과 주문 규모는 아직 확인되지 않았다. 이번 사안은 크립토 및 블록체인 프로젝트, 또는 채굴 장비 수요와의 직접적인 연결 여부도 클리어하지 않은 상태이다. 따라서 5나노 공정의 영업 확대가 실제 수주 및 매출로 이어지는 규모는 향후 고객사의 양산 일정과 수주 공시에 의해 드러날 것으로 예상된다. 테일러 팹 1호기의 2나노 양산 목표 시점은 2027년으로 계획되어 있다.