삼성전자와 팔란티어의 협력 심층 분석: 반도체 수율 문제, 경쟁 환경, 그리고 AI 기술의 역할
1. 서론: 삼성전자와 팔란티어, 이례적인 협력의 배경
최근 삼성전자와 미국의 인공지능(AI) 기반 데이터 분석 기업 팔란티어 테크놀로지스가 반도체 제조 공정의 수율과 품질 향상을 위해 협력하고 있다는 소식이 전해지면서 업계의 이목이 집중되고 있습니다 1. 통상적으로 반도체 기업들은 제조 공정 관련 데이터를 매우 민감하게 취급하며 외부에 공유하는 것을 꺼리는 경향이 있다는 점에서, 이번 협력은 다소 이례적인 행보로 평가받고 있습니다. 본 보고서는 이러한 삼성전자와 팔란티어의 협력에 대한 사용자의 주요 질문들을 분석하고, 제공된 자료를 바탕으로 심층적인 분석을 제공하는 것을 목표로 합니다. 사용자는 삼성전자 파운드리 사업부의 심각한 수율 문제 여부, TSMC와 같은 경쟁사에 뒤처져 있는지 여부, HBM 분야에서의 컨설팅 대상 여부, 팔란티어의 차별적인 AI 기술력, 그리고 팔란티어 AI 기술의 산업 전반에 걸친 적용 가능성에 대해 궁금증을 표하고 있습니다. 본 보고서는 이러한 질문들을 중심으로 삼성전자와 팔란티어의 협력 배경, 팔란티어의 기술력, 그리고 협력의 잠재적 영향력을 종합적으로 분석할 것입니다.
2. 삼성전자 반도체 사업의 현황과 과제
2.1. 수율 문제의 심각성:
삼성전자 파운드리 사업부는 첨단 공정 기술에서 상당한 어려움을 겪고 있는 것으로 보입니다. 특히 3나노 및 2나노 공정에서 낮은 수율이 지속적으로 보고되고 있으며, 이는 업계 선두 주자인 TSMC와의 경쟁에서 불리한 위치에 놓이게 되는 주요 원인으로 작용하고 있습니다 4. 한 보고서에 따르면 삼성전자의 3나노 공정 수율은 20% 미만일 가능성이 제기되었으며 5, 이는 엑시노스 2500 프로세서의 양산에도 영향을 미칠 수 있는 수준입니다. 또한, 2나노 공정 기반의 엑시노스 2600의 시험 생산 수율 역시 30%에 머무르고 있어, TSMC의 동급 공정 수율인 60%에 비해 크게 낮은 수준을 보이고 있습니다 7. 일부 보도에서는 2나노 공정의 전반적인 수율 또한 30% 수준으로 좋지 않다고 언급하고 있습니다 8. 이처럼 낮은 수율은 엑시노스 2500 AP의 생산 지연을 초래했으며 8, 이는 삼성전자가 갤럭시 S25 시리즈의 일부 모델에 퀄컴의 스냅드래곤 8 엘리트 AP를 전량 탑재하는 결정으로 이어진 배경이 되었습니다. 심지어 삼성전자는 지속적인 3나노 공정의 수율 문제로 인해 1.4나노 공정 개발 계획을 잠정적으로 보류하는 방안까지 고려하고 있는 것으로 알려졌습니다 8. 과거 삼성전자의 2세대 3나노 GAA 공정 역시 20%의 수율을 기록하며 목표 생산량에 미치지 못했던 사례가 있습니다 10. 이러한 여러 정황들을 종합해 볼 때, 삼성전자 파운드리 사업부가 첨단 공정 기술에서 심각한 수율 문제를 겪고 있으며, 이는 외부 협력을 모색할 정도의 위기 상황임을 시사합니다. 낮은 수율은 생산 비용 상승, 제품 출시 지연, 그리고 고객 신뢰도 하락으로 이어질 수 있기 때문에 삼성전자에게는 시급히 해결해야 할 과제입니다.
2.2. TSMC와의 경쟁 구도:
삼성전자는 파운드리 시장에서 TSMC에 비해 현저히 낮은 시장 점유율을 기록하고 있으며, 기술적인 측면에서도 어려움을 겪고 있는 것으로 분석됩니다 1. 시장조사기관의 자료에 따르면 TSMC는 글로벌 파운드리 시장에서 62%에서 67.1%에 달하는 압도적인 점유율을 차지하고 있는 반면 8, 삼성전자의 점유율은 8.1%에서 13% 수준에 머무르고 있습니다 8. 특히 TSMC는 Apple, NVIDIA, AMD와 같은 주요 고객사들의 첨단 칩 생산을 독점하고 있으며 11, 이는 삼성전자와의 기술 격차를 보여주는 단적인 예시입니다. 심지어 일부 인공지능(AI) 프로세서 개발 기업들은 차세대 칩 생산을 위해 삼성전자 파운드리를 떠나 TSMC로 전환하고 있는 것으로 알려졌는데, 이는 공급망 다변화뿐만 아니라 TSMC의 더 나은 성능과 수율에 대한 기대감을 반영하는 것으로 해석될 수 있습니다 15. TSMC의 창립자인 모리스 창은 공개적으로 TSMC가 파운드리, 특히 AI 칩 분야에서 경쟁자가 없다고 언급하며 삼성전자의 기술적 어려움을 간접적으로 시사하기도 했습니다 13. 또한, 2025년 시설 투자 계획에서 TSMC는 첨단 기술 생산에 집중적으로 투자하는 반면 (380억~420억 달러) 6, 삼성전자 파운드리 사업부는 2024년 대비 절반 수준으로 투자를 감축할 계획인 것으로 알려져, 향후 기술 격차가 더욱 벌어질 수 있다는 우려를 낳고 있습니다 6. 이처럼 시장 점유율, 주요 고객 확보, 그리고 투자 규모 등 여러 측면에서 삼성전자는 TSMC와의 경쟁에서 뚜렷한 열세를 보이고 있으며, 이는 스스로 해결하기 어려운 기술적 난관에 직면했음을 시사합니다.
3. 팔란티어의 AI 기술력과 반도체 제조 분야 적용 가능성
3.1. 팔란티어 AI 기술의 핵심 역량:
팔란티어는 AI 기반의 데이터 분석 플랫폼을 제공하는 기업으로, 방대한 양의 복잡한 데이터를 분석하여 숨겨진 패턴을 발견하고 생산성을 향상시키는 데 특화된 기술력을 보유하고 있는 것으로 알려져 있습니다 1. 팔란티어 플랫폼의 핵심은 고객이 제공하는 대규모 데이터를 AI를 활용하여 분석하고, 이를 통해 생산성 향상을 위한 전략을 제시하는 것입니다 1. 특히, 팔란티어는 매우 어렵고 복잡한 데이터 세트를 분석하여 숨겨진 패턴을 찾아내는 능력에서 강점을 보입니다 2. 초기에는 CIA와 같은 미국 정부 기관에 테러 방지 데이터 분석 소프트웨어를 공급하며 기술력을 인정받았으며 1, 이후 일반 기업으로 사업 영역을 확장해 왔습니다. 삼성전자가 팔란티어와의 협력을 결정하게 된 주요 요인 중 하나는 팔란티어가 고객의 데이터를 저장하지 않는다는 정책 때문인 것으로 알려졌습니다 1. 이는 민감한 반도체 제조 공정 데이터를 외부 서버에 저장하는 것에 대한 삼성전자의 우려를 해소해 줄 수 있는 중요한 조건이었을 것입니다. 팔란티어의 이러한 데이터 분석 능력은 복잡한 반도체 제조 공정에서 발생하는 방대한 데이터를 분석하고, 수율 향상을 위한 새로운 통찰력을 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다.
3.2. 삼성전자가 팔란티어의 AI 기술을 선택한 이유:
삼성전자는 자체적으로도 AI 연구 개발 역량을 보유하고 있지만, 팔란티어와의 협력을 통해 반도체 제조 공정의 고질적인 문제 해결에 나선 것으로 보입니다 1. 삼성전자 DS 부문은 이미 혁신센터와 SAIT AI센터를 통합하여 AI센터를 설립하는 등 내부적으로 AI 역량을 강화하고 있습니다 1. 그럼에도 불구하고 팔란티어의 AI 플랫폼을 활용하여 공정 개선, 수율 향상, 그리고 설비 효율성 증대를 위한 솔루션을 모색하고 있다는 점은 팔란티어만의 차별화된 기술력과 경험이 삼성전자에게 필요한 요소임을 시사합니다 4. 팔란티어의 AI 플랫폼(AIP)은 기업이 자체 사설 네트워크 내에서 안전하게 LLM 및 AI를 실행할 수 있도록 지원하며 19, Foundry 플랫폼은 조직 내 모든 사용자가 데이터, 모델 및 프로세스와 직접 상호 작용하여 주요 과제를 해결할 수 있도록 합니다 19. 또한, 팔란티어는 대규모 문제를 개별적인 부분으로 나누어 해결하고 이를 결합하여 전체 솔루션을 구축하는 "Micro Models"라는 접근 방식을 통해 삼성전자의 내부적인 접근 방식과는 다른 새로운 시각을 제공할 수 있을 것입니다 17. 팔란티어가 퀄컴과 협력하여 산업용 IoT 애플리케이션을 위한 엣지 AI 기능을 확장하는 사례 16는 제조 환경에서의 실시간 데이터 처리 및 의사 결정 능력에 대한 팔란티어의 전문성을 보여줍니다. 이처럼 팔란티어는 일반적인 AI 기술뿐만 아니라, 복잡한 산업 공정에 특화된 데이터 분석 및 문제 해결 능력을 보유하고 있으며, 이는 삼성전자가 자체 역량만으로는 해결하기 어려웠던 수율 문제에 대한 새로운 접근 방식을 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다.
4. HBM 분야 컨설팅 제외 여부 분석
4.1. 삼성전자의 HBM 사업 현황 및 과제:
삼성전자는 고대역폭 메모리(HBM) 시장에서 경쟁사인 SK하이닉스에 비해 다소 뒤처져 있다는 평가를 받고 있으며, 성능 및 수율 면에서도 어려움을 겪고 있는 것으로 보입니다 1. SK하이닉스는 2019년부터 HBM 설계에 MR-MUF(Mass Reflow-Molded Underfill) 기술을 적용하여 열 방출 효율을 높여온 반면, 삼성전자는 TC-NCF(Thermal Compression with Non-Conductive Film) 방식을 사용하고 있습니다 22. 삼성전자는 TC-NCF 하이브리드 본딩이 16단 HBM 스택에 필수적이라고 주장하지만 22, NVIDIA와의 필드 테스트 결과 삼성전자의 HBM3E 8단 제품의 데이터 처리 속도는 SK하이닉스와 마이크론의 1b DRAM 기반 제품에 비해 약 10% 낮은 것으로 알려졌습니다 23. 또한, 삼성전자는 HBM3E 12단 제품의 품질 검증을 진행 중인 것으로 보아, 이 분야에서도 기술적인 어려움을 겪고 있을 가능성이 있습니다 23. 일각에서는 삼성전자 1a DRAM의 성능이 NVIDIA에 공급할 HBM3E 양산에 걸림돌이 되고 있다는 주장도 제기되고 있습니다 23. 이러한 정보들을 종합해 볼 때, 삼성전자는 HBM 시장에서 성능 및 수율 측면에서 SK하이닉스에 비해 다소 열세에 놓여 있으며, 이는 패키징 기술 방식의 차이나 DRAM 자체 설계 문제 등 다양한 요인에 기인할 수 있습니다.
4.2. HBM 분야가 컨설팅 대상에서 제외된 이유:
사용자는 삼성전자와 팔란티어의 협력 대상에 HBM 분야가 포함되지 않은 이유에 대해 질문하고 있지만, 현재까지 공개된 정보만으로는 명확한 이유를 단정하기 어렵습니다. 다만, 몇 가지 추론은 가능합니다. 첫째, 삼성전자는 첨단 파운드리 공정(3나노 이하)의 수율 문제를 더 심각한 현안으로 판단하고 있을 수 있습니다. 이는 HBM 시장보다 더 넓은 범위의 제품과 고객에게 영향을 미치기 때문일 수 있습니다. 둘째, HBM의 기술적 난제는 DRAM 셀 설계, 적층 기술, 그리고 열 관리 등 팔란티어의 AI 기반 데이터 분석 역량만으로는 직접적인 해결이 어려울 수 있는 영역일 수 있습니다. 셋째, 삼성전자는 HBM 분야의 경쟁력 강화를 위해 팔란티어 외에 다른 전략적 제휴나 내부적인 연구 개발 노력을 집중하고 있을 가능성도 배제할 수 없습니다. 실제로 삼성전자는 성능 면에서 일부 열세에도 불구하고 NVIDIA에 HBM3E를 공급하고 있다는 보도도 있습니다 24. 마지막으로, 삼성전자와 팔란티어의 협력이 초기 단계에 있으며, 우선적으로 파운드리 및 DRAM 수율 문제 해결에 집중한 후, 향후 HBM 분야로 협력 범위를 확대할 가능성도 존재합니다.
5. 팔란티어 AI 기술의 범용성과 산업별 적용 사례
5.1. 정부 분야를 넘어선 상업 분야로의 확장:
팔란티어는 초기 정부 및 방위 산업 분야에서 주로 활동했지만, 현재는 다양한 상업 분야로 사업 영역을 성공적으로 확장하고 있습니다 1. 팔란티어는 에너지, 금융 서비스, 소매, 헬스케어 등 다양한 산업 분야에 특화된 솔루션을 제공하고 있으며 19, AIP(Artificial Intelligence Platform)는 항공우주, 자동차, 제조, 헬스케어 등 광범위한 산업에서 활용되고 있습니다 20. 팔란티어의 Foundry 플랫폼 역시 상업 및 공공 부문 모두에서 사용되고 있습니다 27. 특히 제조 분야에서는 팔란티어가 에어버스의 A350 항공기 생산량 증대에 기여한 성공 사례가 있으며 26, 팔란티어 플랫폼은 다양한 산업에서 비용 절감, 수익 증대, 직원 생산성 향상 및 데이터 기반 의사 결정을 지원하는 것으로 알려져 있습니다 29. 또한, 팔란티어는 퀄컴과 협력하여 제조를 포함한 다양한 산업 분야의 엣지 컴퓨팅 플랫폼에 AI 기능을 통합하는 등, 산업 전반에 걸쳐 AI 기술을 적용하기 위한 노력을 지속하고 있습니다 16. 이러한 사례들은 팔란티어의 AI 기술과 데이터 분석 능력이 특정 산업 분야에 국한되지 않고 다양한 분야에서 효과적으로 적용될 수 있음을 시사합니다.
5.2. AI 전문성과 도메인 지식의 융합:
팔란티어의 AI 기술은 단순히 데이터를 분석하는 것을 넘어, 각 산업 분야의 전문 지식과 융합되어 더욱 큰 가치를 창출하는 것으로 보입니다. 팔란티어 플랫폼은 다양한 데이터 소스를 통합하고, 도메인 전문가가 이해하고 활용할 수 있는 형태로 정보를 제공하여, AI 전문 지식이 없더라도 AI 기반의 통찰력을 얻을 수 있도록 설계되었습니다 17. 팔란티어의 "Ontology" 개념은 복잡한 데이터 상호 작용을 사람이 이해하기 쉬운 개념으로 변환하여, 데이터 과학자와 도메인 전문가 간의 효과적인 소통과 협업을 가능하게 합니다 17. 또한, 팔란티어는 종종 고객사에 엔지니어를 파견하여 현장의 워크플로우와 과제를 깊이 이해하고, 이를 바탕으로 맞춤형 AI 솔루션을 개발하는 "forward-deployed" 모델을 채택하고 있습니다 26. 퀄컴과의 협력 역시 다양한 산업 분야의 고객이 자체적으로 확장 가능한 AI 솔루션을 구축하고 배포할 수 있도록 지원하는 데 초점을 맞추고 있습니다 16. 이러한 접근 방식은 팔란티어가 단순히 AI 알고리즘을 제공하는 것을 넘어, 각 산업 분야의 고유한 특성과 요구 사항을 깊이 이해하고, 도메인 전문가와의 긴밀한 협력을 통해 실질적인 문제 해결에 기여하는 것을 목표로 한다는 것을 보여줍니다. 따라서 팔란티어의 AI 기술은 특정 분야 최고 전문가들에게도 새로운 관점과 통찰력을 제공하여 문제 해결 및 의사 결정 능력을 향상시키는 데 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.
6. 삼성전자의 과거 영광과 혁신의 필요성
6.1. 과거 파운드리 사업의 성공:
삼성전자는 과거 DRAM, NAND 플래시 메모리뿐만 아니라 파운드리 사업에서도 상당한 성공을 거둔 경험이 있습니다. 특히 Apple의 A 시리즈 AP(Application Processor)를 위탁 생산하며 파운드리 시장에서 빠르게 성장했던 시기가 있었습니다 31. 삼성전자는 2011년과 2012년에 가장 빠르게 성장하는 파운드리 기업이었으며 31, 이는 Apple의 iPhone 및 iPad에 탑재되는 A 시리즈 프로세서 생산 덕분이었습니다 31. 2012년에는 Apple이 삼성전자 파운드리 매출의 약 85%를 차지할 정도였습니다 31. 삼성전자는 A4 및 A5 프로세서를 생산하며 고성능 모바일 컴퓨팅 칩 제조 능력을 입증했으며 31, 한때는 메모리, 프로세서, 디스플레이 등 Apple의 최대 부품 공급업체로서 긴밀한 협력 관계를 유지했습니다 33. 심지어 2013년에도 Apple의 A7 프로세서는 삼성전자의 28nm HK+MG 공정으로 생산된 것으로 확인되었습니다 34. 이처럼 과거 Apple과의 성공적인 파트너십은 삼성전자의 뛰어난 기술력과 대규모 고객의 요구를 충족시킬 수 있는 생산 능력을 입증하는 중요한 사례입니다.
6.2. 현재 기술 환경에서의 혁신 필요성:
하지만 현재 반도체 산업은 극심한 기술 경쟁과 빠른 변화에 직면해 있으며, 삼성전자 역시 이러한 환경 변화에 발맞춰 혁신을 지속해야 하는 상황입니다 1. 3나노 이하의 첨단 공정 제조의 복잡성이 증가하고 AI 시대에 필요한 고성능 저전력 칩에 대한 수요가 늘어나면서, 모든 반도체 제조업체들은 기술적 난관에 직면하고 있습니다 1. 특히 AI와 빅데이터 분석 기술을 효과적으로 활용하는 능력이 반도체 산업의 경쟁력을 좌우하는 중요한 요소로 부상하고 있습니다 1. 삼성전자 역시 이러한 변화를 인지하고 NVIDIA의 디지털 트윈 솔루션인 'Omniverse'를 도입하여 제조 공정을 시뮬레이션하고 최적화하는 노력을 기울이고 있습니다 1. 파운드리 시장은 여전히 TSMC가 기술 혁신을 주도하며 대부분의 첨단 공정 주문을 확보하는 등 치열한 경쟁이 지속되고 있습니다 11. 따라서 삼성전자는 과거의 성공에 안주하지 않고, 팔란티어와의 협력과 같은 새로운 시도를 통해 기술적 난관을 극복하고 경쟁력을 강화해야 할 필요성이 커지고 있습니다.
7. 결론: 삼성전자와 팔란티어 협력의 의미와 전망
본 보고서의 분석 결과, 삼성전자 파운드리 사업부는 첨단 공정에서 심각한 수율 문제를 겪고 있으며, 시장 점유율과 기술력 면에서 TSMC에 뒤처져 있는 것으로 판단됩니다. 삼성전자와 팔란티어의 협력은 이러한 수율 문제를 해결하고 제조 효율성을 높이기 위해 팔란티어의 AI 기반 빅데이터 분석 전문성을 활용하려는 전략적인 움직임으로 해석될 수 있습니다. 특히 3나노 이하 공정과 1C DRAM의 수율 향상에 초점을 맞추고 있는 것으로 보입니다. 팔란티어는 정부뿐만 아니라 제조를 포함한 다양한 상업 분야에서 성공적인 사례를 보유하고 있으며, 복잡한 데이터를 분석하고 실행 가능한 통찰력을 제공하는 능력을 입증했습니다. 따라서 팔란티어의 AI 기술은 삼성전자와 같은 기술 대기업에게도 새로운 관점과 솔루션을 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다. 삼성전자가 HBM 분야에서 어려움을 겪고 있지만, 이번 협력의 주요 대상은 아닌 것으로 보이며, 해당 분야는 별도의 전략이나 협력을 통해 해결해 나갈 가능성이 있습니다. 결론적으로, 삼성전자와 팔란티어의 협력은 반도체 제조사가 공정 최적화를 위해 AI 및 빅데이터 분석 기술을 적극적으로 도입하는 추세를 보여주는 중요한 사례이며, 이 협력의 성공 여부는 향후 반도체 산업의 경쟁 구도에 상당한 영향을 미칠 수 있을 것으로 전망됩니다.
주요 표
파운드리 시장 점유율 비교: 삼성전자 vs. TSMC (2.2절)
첨단 공정 노드별 수율 보고 (2.1절)
참고 자료
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Thanks to Apple, Samsung foundry sales to surge again - EE Times, 3월 20, 2025에 액세스, https://www.eetimes.com/thanks-to-apple-samsung-foundry-sales-to-surge-again/
Samsung eyes major win with AMD's chip order, challenging TSMC's market lead - Reddit, 3월 20, 2025에 액세스, https://www.reddit.com/r/hardware/comments/1d3uuy1/samsung_eyes_major_win_with_amds_chip_order/
If Samsung Doesn't Make Apple Chips, Who Will? - SiliconANGLE, 3월 20, 2025에 액세스, https://siliconangle.com/2013/01/08/if-samsung-doesnt-make-apple-chips-who-will/
Chipworks Confirms Apple's A7 is Built On Samsung's 28nm HK+MG Process - AnandTech, 3월 20, 2025에 액세스, https://www.anandtech.com/show/7354/chipworks-confirms-apples-a7-is-samsung-28nm-hkmg
Apple silicon - Wikipedia, 3월 20, 2025에 액세스, https://en.wikipedia.org/wiki/Apple_silicon
TSMC, Intel, Samsung Foundry ready to battle over the start of 2nm production next year, 3월 20, 2025에 액세스, https://www.phonearena.com/news/battle-for-2nm-leadership-pits-tsmc-against-samsung-foundry-intel-and-more_id166132
Samsung teams up Arm for Advanced AI Chip Designs - Patently Apple, 3월 20, 2025에 액세스, https://www.patentlyapple.com/2024/02/samsung-teams-up-arm-for-advanced-ai-chip-designs.html
Why does Apple do business with Samsung? - SemiWiki, 3월 20, 2025에 액세스, https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/intel/4646-why-does-apple-do-business-with-samsung/
