자율주행 '중앙 두뇌'가 2나노로 간다: 삼성, 테슬라 AI5 테이프아웃 완료

자율주행차의 진짜 심장은 라이다도 카메라도 아닌 연산 칩이다. 센서가 쏟아내는 데이터를 실시간으로 해석해 조향·제동을 결정하는 이 '중앙 두뇌'가 이제 반도체 미세공정의 최전선인 2나노로 올라선다. 7월 13일 디일렉과 ZDNet Korea에 따르면, 삼성전자 파운드리사업부는 테슬라의 차세대 AI 칩 'AI5' 설계를 넘겨받아 테이프아웃(Tape-Out)을 완료했다. 삼성전자 파운드리 소속 한 수석엔지니어가 SNS에 "테슬라·삼성 AI5 칩이 테이프아웃했으며 미국 텍사스주 테일러 공장의 삼성 2나노로 생산될 것"이라고 밝힌 데 따른 것이다.

테이프아웃은 새 칩 설계의 마지막 단계로, 생산용 포토마스크가 완성됐다는 뜻이다. 곧 양산 직전 상태라는 의미다. 삼성전자는 테일러 공장을 내년부터 본격 가동할 계획이며, AI5의 본격 양산도 내년으로 예상된다. 공정은 2나노(2P) 또는 개선 버전인 2P+가 유력하게 거론된다. 2P+는 동일 설계자산(IP)을 유지하면서 설계·공정 통합 최적화(DTCO)로 수율과 성능·전력·면적(PPA)을 끌어올리는 기술로, 2027~2028년 양산이 예정돼 있다.

• 2나노삼성 테일러(미 텍사스) 공장에서 AI5 양산 예정, 본격 양산 시점은 내년으로 예상
• 테이프아웃 완료포토마스크 확정, 양산 직전 마지막 설계 단계 통과
• TSMC + 삼성테슬라가 AI5를 두 파운드리에 나눠 맡기는 이중 조달 체제

이 소식이 E/E 아키텍처 관점에서 중요한 이유는 AI5의 역할 때문이다. 과거 자동차는 기능마다 별도의 전자제어장치(ECU)를 두는 분산형 구조였지만, 자율주행·소프트웨어 정의 차량(SDV)으로 넘어가면서 연산이 소수의 고성능 중앙 컴퓨팅 SoC로 모이고 있다. AI5는 바로 그 중앙집중형 구조의 정점에 있는 칩으로, 테슬라 스스로 이 칩이 차량 자율주행과 로봇 양쪽에 쓰일 수 있다고 설명한다. 하나의 아키텍처로 여러 하드웨어를 아우르는 방향성을 보여주는 셈이다.

제조 측면의 함의도 크다. 테슬라는 AI5를 TSMC와 삼성전자에 나눠 맡기는 것으로 알려져 있다. 지난 4월 일론 머스크 CEO가 X에서 AI5 테이프아웃을 언급했을 때는 그 대상이 TSMC로 추정됐는데, 이번에 삼성 쪽 물량의 테이프아웃까지 확인된 것이다. 파운드리마다 공정 규칙과 마스크가 달라 같은 칩이라도 일정이 갈릴 수 있다. 앞서 7월 1일 삼성전자 파운드리 '세이프 포럼 2026'에서 박상훈 팀장이 "자동차와 피지컬 AI를 전문으로 하는 회사와 8개월 만에 2나노 개발을 마쳤다"고 밝혔던 대목이 이번 건과 맞닿는다는 해석이 나온다. 매일경제는 시장에서 이번 프로젝트를 삼성 파운드리 실적 개선의 전환점으로 기대하며, 테일러 공장 가동률 상승과 수익성 개선으로 이어질 수 있다는 관측을 전했다. 다만 구체적 물량·매출 규모는 공식 확인되지 않았다.

정리하면, AI5의 2나노 진입은 단순한 파운드리 수주 뉴스를 넘어 차량 아키텍처의 방향성을 압축해 보여준다. 연산이 중앙 SoC로 집중될수록 이를 뒷받침하는 고성능 로직·첨단 패키징·전력 설계의 중요성이 커지고, 그 아래 존(zone) 단위로 배선과 제어를 정리하는 존 컨트롤러·도메인 컨트롤러 수요도 함께 늘어날 가능성이 거론된다. 중앙 두뇌가 강해질수록 그 두뇌와 말단을 잇는 전장 구조 전체가 재편되는 흐름으로 볼 수 있다.

※ 본 글은 정보 제공 목적의 산업 분석이며, 특정 종목의 매수·매도 권유가 아닙니다. 양산 시점·물량 등은 업계 관측과 회사 관계자 발언에 기반한 것으로 확정된 사실이 아닐 수 있으며, 투자 판단과 그 책임은 독자 본인에게 있습니다.