250 억 달러, 테슬라가 칩 워 레이스의 최하위 입장권을 샀습니다

머스크가 자체 칩 제조를 시작한다. 설계가 아니라, Tesla는 이미 7년간 자체 칩을 개발해왔다. 이번에는 제조다. 그는 Terafab라는 이름의 칩 초고속 생산 공장을 건설하기로 발표했으며, 약 2500억 달러를 투자할 예정이며, 2나노미터 공정을 목표로 하며 매월 10만 개의 실리콘 웨이퍼를 생산하고 논리 칩, 메모리 및 고급 패키징을 동일한 공장에 집어넣을 계획이다.

그 배경은 그다지 복잡하지 않다. Tesla의 컴퓨팅 파워에 대한 욕망은 이미 외부 위탁 생산 업체가 따라올 수 없을 정도로 커져 있었다. 자율 주행 칩의 성능은 각 세대마다 3배에서 5배로 증가하고 있으며, Optimus 로봇 및 로보택시 양산이 임박해 있으며, 세계에서 가장 선진의 웨이퍼 제조 능력은 이미 Apple, Qualcomm, NVIDIA에 의해 소모되었다. 위탁 생산 계약을 체결하여 제조 능력을 확보하는 것은 임시방편일 뿐이며, 자체 공장을 건설하는 것이 최종 해법이다.

2500억 달러. 다른 산업에 그 돈은 전체 공급망을 사들일 수 있다. 반도체 생산 분야에 투자할 경우, 이러한 금액으로 심지어 표준 2나노미터 웨이퍼 공장을 건설하는 데 충분하지 않다.

각 기업의 공시 및 업계 매체 보도에 따르면, 세계 최대 칩 위탁 생산 업체 TSMC의 아리조나 공장 총 투자 비용은 1650 억 달러이며, Samsung의 타일러 공장은 440 억 달러, 아날로그 칩 업계 리더인 Texas Instruments (TI)의 셔먼 공장은 300 억 달러, Intel의 오투카 공장은 280 억 달러이다. Tesla는 맨 끝에 위치하고 있으며, 다수의 매체들이 추산한 바에 따르면 2500억 달러는 외부 추정치일 뿐이며, 머스크 자신이 정확한 숫자를 확인한 바 없다.

더 중요한 것은 오른쪽 그림이다. 업계 연구기관의 추정에 따르면, 매월 5만 개의 웨이퍼를 생산하는 공장을 건설하는 데, 3나노미터 공정이 필요한 비용은 200 억 달러이며, 2나노미터 공정이 필요한 비용은 280 억 달러이다. 3나노미터에서 2나노미터로 건설 비용은 40%나 증가한다.

Tesla는 2500억 달러로 매월 10만 개의 2나노미터 웨이퍼 생산 능력을 갖출 예정이다. 업계 표준에 따르면, 매월 5만 개의 2나노미터 공정 팹을 건설하는 데 280 억 달러가 필요하다. Tesla가 표준 공장의 비용을 박살내고 두 개의 공장과 하나의 패키징 공장을 지을 수 있는 데에 마음을 두는 것은 예산이 아닌 소망 목록이다.

하지만 Terafab을 실제로 아프게 하는 것은 돈이 아닌 생산 능력 목표다.

업계 조사 기관 TrendForce 데이터에 따르면, TSMC의 2나노미터 생산 능력은 2026년 말에 매월 10에서 13만 개로 예상되지만, 이 숫자는 이미 Apple, Qualcomm, AMD, NVIDIA에 의해 선점되었다. Digitimes 보도에 따르면, Samsung의 2나노미터 생산 능력은 2.1만 개/월이며, 원격 목표는 5만 개이다.

Tesla의 시작점은 제로입니다. 목표는 10 만입니다.

제로에서 10 만 개/월으로, 이는 TSMC가 전 세계에서 가장 선진 기술을 갖춘 공정에서의 모든 생산 능력을 따라잡는 것을 의미합니다. TSMC는 2021년부터 애리조나에 공장을 짓기 시작했으며, 첫 번째 4nm 파브를 생산하는 데 3년 반이 걸렸습니다. 반면 TSMC는 대만에서 30년의 제조 경험을 쌓았습니다.

Tesla의 자동차 제조 속도는 실제로 모든 사람들의 예상을 뛰어넘었습니다. 그러나 팹리케이션 제조와 전동차량 제조의 용인 오류 여유는 동일한 수준에 있지 않습니다. 한 대의 차량 결함은 회수될 수 있지만, 한 개의 팹리케이션 위의 결함은 수천 개의 칩이 폐기되어야 함을 의미합니다.

Terafab가 2026년에 등장한 이유를 이해하려면 더 긴 선을 볼 필요가 있습니다.

2019년, Tesla의 자율 주행 칩 최고 아키텍트인 Jim Keller가 이끄는 팀이 HW3를 전달했습니다. 이는 Tesla의 완전히 자체 개발된 최초의 자율 주행 칩으로, 삼성 14nm 대금으로 생산되었으며 144 TOPS입니다. 2023년 HW4는 삼성 7nm로 업그레이드되었으며, 연산 능력이 세 배 이상 증가했습니다. TrendForce 보고서에 따르면, 2026년에 도달하는 AI5에서는 공정이 3nm 및 2nm 이중 라인 대금으로 뛰어들며, 연산 능력은 2000에서 2500 TOPS로 급상승하며 GPU 및 ISP를 모두 분리시키고 전체 칩은 트랜스포머 추론 최적화를 위해 단 하나의 칩으로 만들어집니다.

세대마다 성능이 세 배에서 다섯 배로 증가합니다. 그러나 대금 전략도 동시에 발전하고 있습니다. HW3의 "삼성만 사용"에서 AI5의 "TSMC와 삼성 이중 대금 대비"로, 그리고 AI6로 나아가는 동안. TechCrunch 및 Bloomberg 보고서에 따르면, AI6는 삼성과 2033년까지의 생산 능력을 잠금하기 위해 165억 달러의 장기 계약을 직접 성립했습니다.

Terafab는 이러한 선의 자연스러운 연장입니다. Tom's Hardware 보고서에 따르면, 작년 Tesla의 AI6 계약은 사실상 삼성 탤러 공장을 부활시켰습니다. 이 440억 달러 규모의 공장은 "고객이 없어" 중단된 적이 있었습니다. 다른 사람의 웨이퍼 공장을 지탱할 정도로 큰 칩 수요가 있을 때 다음 문제는 왜 직접 공장을 건축인가입니다.

그래프상의 AI6 및 Terafab 노드에는 특정 TOPS가 표시되어 있지 않습니다. 왜냐하면 이 두 세대의 사양이 아직 공개되지 않았기 때문입니다. 그러나 추세는 명확합니다. Tesla 칩의 연산 능력 곡선은 지수 함수적이며, 외주 의존도는 해결되지 않을 수 없는 수준에 도달했습니다.

남은 문제는 시간뿐이다.

TSMC 애리조나 Fab 1은 착공에서 양산까지 약 3.5년이 걸렸으며, 이는 업계 최단 기록이지만 TSMC는 30년의 제조 누적을 가지고 있습니다. Samsung 테일러는 약 4년이 걸렸으며 중간에는 고객이 없어서 일시 중단되었습니다. The Register에 따르면 Intel 오하이오는 가장 비참했으며, 2022년 착공한 후 현재로서는 2030년부터 2031년으로 연기되었습니다.

업계 관행은 건설 기간이 3에서 5년이며, 스케일 아웃 및 가득 채워지기까지 추가로 2.5년이 소요됩니다. 심지어 TSMC의 속도대로 Tesla에 라인을 제공한다 해도, Terafab가 가장 빨라도 2029년 말까지 생산량을 얻을 수 있습니다.

이것은 정확히 Tesla의 컴퓨팅 능력 병목 시간 창과 일치합니다. AI5의 이중 라인 방출은 2027년부터 2028년까지 유지될 수 있으며, AI6의 Samsung 계약은 2033년까지 적용됩니다. 그러나 옵티머스 로봇 및 로보택시의 양산 규모가 2029년에 마스크가 기획한대로 폭발적으로 증가한다면, 외부 제조 업체의 능력은 부족할 수 있습니다. Terafab는 2026년에 칩을 생산할 필요가 없습니다. 오히려 2030년에 준비해야 합니다.

마스크는 또한 Intel과의 협업 가능성에 대해 공개적으로 언급했습니다. Intel은 가장 선진인 18A 공정(산업표준 2nm 수준)과 외부 고객을 필요로 하는 여유 생산 능력을 보유하고 있으며, Tesla는 명확한 칩 수요와 자금을 가지고 있습니다. 이 경로가 열리면 Terafab는 처음부터 혼자가 아닌 상호 혜택을 취하는 결혼이 될 것입니다.

250억 달러는 칩 제조에서 확실성을 많이 얻지 못합니다. 그러나 이는 입장을 얻게 합니다. 칩의 최대 매입업체에서 칩 제조업자로 전환하는 Tesla에게 입장권을 제공합니다. 세 년 뒤에 이 차트를 되돌아보면, 이것이 테슬라의 수직 통합 전략의 시작점인지, 아니면 마스크의 가장 비싼 환상인지 알 수 있을 것입니다.

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