암·삼성전자 2나노 AI칩 협업 보도 나왔다

암 홀딩스(Arm Holdings·$ARM)와 삼성전자($005930)가 2나노 공정 기반 온디바이스 인공지능(AI) 칩 프로젝트를 추진한다는 보도가 나왔다. 새 프로젝트의 공식 발표는 아직 없지만, 양사의 2나노 GAA 공정과 Arm 중앙처리장치(CPU) 협업은 제품·기술 자료에서 이어지고 있다.

크립토브리핑은 4일 암과 삼성전자가 삼성의 2나노 제조 공정을 활용한 AI 칩 프로젝트에 협업한다고 전했다. 녹색경제신문은 암이 지난달 말 차세대 온디바이스 AI용 시스템온칩(SoC) 개발을 위한 초기 개발비 집행을 승인했고, 삼성전자 시스템LSI가 설계를, 파운드리가 2나노 양산을 맡는 구조라고 보도했다.

이번 보도의 중심은 온디바이스 AI다. 온디바이스 AI는 스마트폰 등 단말기 안에서 AI 연산을 처리하는 방식이다. 일부 작업을 중앙 클라우드로 보내지 않고 기기에서 수행할 수 있어 응답 속도와 개인정보 처리 측면에서 장점이 거론된다.

다만 삼성전자와 암의 공식 채널에서 이번 프로젝트를 직접 밝힌 별도 발표문은 확인되지 않았다. 녹색경제신문이 언급한 최종 고객사 후보도 회사 측 공식 입장으로 확정된 내용은 아니다.

공식 자료로 확인되는 것은 양사의 기존 협업선이다. 삼성 세미컨덕터는 엑시노스 2600(Exynos 2600) 제품 페이지에서 이 칩이 업계 최초 2나노 GAA 공정을 기반으로 하며 Arm v9.3 아키텍처, C1-Ultra, C1-Pro, SME2를 쓴다고 설명했다. 같은 자료는 CPU 성능이 최대 39%, 생성형 AI 성능이 113% 향상됐다고 밝혔다.

GAA는 게이트올어라운드(Gate-All-Around)의 약자로, 반도체 전류 제어 효율을 높이기 위한 차세대 트랜지스터 구조다. 미세 공정 경쟁에서는 성능과 전력 효율을 함께 끌어올리는 요소로 꼽힌다. 온디바이스 AI 칩에서는 같은 전력 안에서 더 많은 연산을 처리하는 능력이 중요하다.

삼성 세미컨덕터 기술 블로그도 엑시노스 2600에 적용된 SME2를 다루며 암의 설명을 실었다. 스테판 로징거(Stefan Rosinger) 암 제품관리 선임디렉터는 “암은 삼성과 긴밀히 협력해 CPU 중심 AI 생태계를 더 확장할 것”이라고 말했다. 이는 이번 보도와 별개로 양사의 기술 협력이 제품 단계에서 진행되고 있음을 보여준다.

삼성전자는 2024년 2월 발표에서도 암과 최신 GAA 공정 기반 차세대 Cortex-X CPU를 협업한다고 밝혔다. 같은 해 10월에는 암, 에이디테크놀로지(ADTechnology), 리벨리온(Rebellions)과 함께 2나노 GAA 기반 AI CPU 칩렛 플랫폼을 공개했다. 해당 플랫폼은 생성형 AI 워크로드에서 2~3배 효율 우위를 목표로 한다고 설명됐다.

시간 축으로 보면 양사의 협업은 공정, CPU 코어, AI 연산 기능이 차례로 결합되는 흐름에 가깝다. 삼성전자는 2나노 GAA 공정을 앞세우고, 암은 모바일·엣지 기기에서 쓰이는 CPU 아키텍처와 AI 연산 기능을 확장해 왔다. 새 보도는 이 흐름 위에서 온디바이스 AI용 SoC라는 구체적 제품 방향을 제시한 사례다.

삼성전자의 2026년 2분기 실적 자료도 같은 방향을 가리킨다. 삼성전자는 파운드리 부문에서 2나노 HPC 고객 협의가 확대됐다고 밝혔다. 하반기에는 2세대 2나노 공정 기반 모바일 제품 양산 확대와 커스텀 SoC 신규 수주를 추진하겠다고 했다.

시장 반응은 반도체주 흐름과 함께 나타났다. TradingKey는 이 소식 이후 암 주가가 미국 프리마켓에서 약 2.5% 올랐다고 전했다. 다른 시장 기사에서는 암이 장 초반 3.73% 상승했다고 전했지만, 절대 가격은 함께 제시되지 않았다.

이 움직임은 개별 보도와 AI 반도체 섹터 강세가 함께 작용한 결과로 볼 필요가 있다. 본지는 앞서 AI 메모리주 반등 흐름을 다룬 바 있다. 당시에도 반도체 종목의 단기 등락은 개별 재료와 업종 전반의 AI 수요 기대가 겹쳐 나타났다.

국내 시장에서는 삼성전자의 2나노 공정 경쟁력이 파운드리와 모바일 칩 사업의 핵심 변수로 이어진다. 온디바이스 AI 수요가 늘수록 설계 자산, 공정 수율, 고객사 확보가 함께 검증돼야 한다. AI 반도체 시장에서는 설계 성능뿐 아니라 고객사 제품 적용과 양산 경험이 상업화 단계의 판단 기준으로 꼽힌다.

본지는 앞서 국내 AI 반도체 기업의 양산 매출 전환 흐름도 보도했다. 해당 기사에서 딥엑스는 삼성전자 2나노 공정 기반 차세대 AI 반도체 DX-M2를 개발 중이라고 밝혔다. 이는 2나노 공정과 온디바이스 AI가 국내 반도체 생태계에서도 주요 개발 축으로 자리 잡고 있음을 보여준다.

이번 사안은 새 프로젝트 보도와 기존 공식 협업 자료를 나눠 봐야 한다. 확인된 사실은 삼성전자와 암이 2나노 GAA, CPU 아키텍처, 온디바이스 AI 성능 개선을 둘러싸고 협업을 이어왔다는 점이다. 실제 고객사, 테이프아웃 여부, 양산 시점은 별도 공식 자료가 나와야 확인할 수 있다.