삼성, 머스크의 '뉴럴링크' 4세대 칩 첫 수주… 4nm 양방향 뇌 임플란트 칩 개발

삼성전자 파운드리가 일론 머스크의 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 스타트업 뉴럴링크의 가장 진보된 차세대 뇌 임플란트 칩 개발에 착수했다는 보도가 나왔다. 이는 삼성이 뉴럴링크로부터 따낸 첫 번째 계약인 동시에, 머스크의 뇌과학 공급망에 TSMC 외에 삼성이라는 두 번째 핵심 제조사가 추가되었음을 의미한다. 한국경제와 KED Global 등 복수의 국내 매체가 주도한 이번 보도에 따르면, 'O1'이라는 코드명의 이 칩은 삼성의 4나노미터(nm) 공정을 기반으로 하며 이미 시험 생산이 진행 중이고 2027년 말 양산이 목표다 . 아직 양측 모두 공식 확인을 하지는 않았지만, 칩의 윤곽과 삼성 파운드리 사업 재건이라는 큰 그림 속에서 이번 계약의 의미는 업계 내부 유출을 통해 비교적 상세히 드러나고 있다.

칩 그 자체: 4nm 공정의 'O1'

뉴럴링크의 4세대 칩은 내부 프로젝트명 'O1'으로 개발되고 있으며, 삼성의 4나노 공정을 사용한다 . 삼성은 지난 2025년 말 연구개발(R&D)에 착수했고, 2026년 5월 첫 시험 칩이 생산에 들어갔다. 이는 이미 설계가 시험 가동을 할 만큼 성숙 단계에 접어들었음을 시사한다 .

양산 일정 역시 빠르게 전개될 전망이다. 테스트 칩은 2027년 상반기 중 출하될 예정이며, 검증이 순조롭게 마무리되면 이르면 2027년 하반기부터 대량 생산에 돌입할 수 있다 . 4나노 공정은 삼성이 스마트폰 AP에 제공하는 3나노 공정보다 한 세대 앞선 기술이지만, 의도적인 선택일 가능성이 높다. 안전이 중요한 의료용 임플란트에는 최첨단 노드보다 검증된 성숙 노드가 더 높은 수율과 예측 가능한 동작 안정성을 제공하기 때문이다 .

양방향 통신과 '시력 복원' 퍼즐

이전 세대 뉴럴링크 칩과의 가장 큰 구조적 차이는 '양방향 통신' 기능이다. 기존 칩들이 뇌 신호를 읽어내 해독하여 외부로 전송하는 데 주력했다면, 4세대 칩은 읽기와 쓰기를 모두 수행하도록 설계됐다. 즉, 뇌 신호를 해석하는 동시에 신경 조직에 전기 자극을 보낼 수 있다는 뜻이다 .

이러한 양방향 기능은 단순히 뇌 정보를 추출하는 것이 아니라 뇌 안으로 정보를 입력해야 하는 모든 응용 분야에 기술적으로 필수적이다. 뉴럴링크는 오래전부터 시력 복원을 목표로 내세워 왔으며, 시각 피질을 충분히 정밀하게 자극해 인식 가능한 시각적 이미지를 만들어내는 이 콘셉트는 양방향 칩이 이론적으로 구현할 수 있는 바로 그 정밀한 제어 능력을 필요로 한다 . 국내 보도에서 'O1' 칩을 시력 복원 제품과 명시적으로 연결하지는 않았지만, 해당 칩을 신경 치료용 뇌 이식 장치라고 묘사하며 치료적 자극 가능성을 언급한 점은 시력 복원 응용 기술이 요구하는 바로 그 기반 기술에 해당한다 .

TSMC가 더 이상 유일한 공장이 아닌 이유

이번 뉴럴링크 수주는 TSMC에 대한 단일 공급망 의존도를 낮추는 다변화 전략의 일환이다. 보도에 따르면 이전 세대 뉴럴링크 칩들은 전적으로 TSMC가 제조했지만, 4세대 칩부터는 삼성 파운드리가 생산 라인에 투입되어 더 큰 안정성과 회복력을 갖춘 이원화 공급망이 구축된다 .

이러한 패턴은 뉴럴링크만의 이야기가 아니다. 머스크는 이미 삼성이 테슬라의 A14 칩을, TSMC가 A15를 만든다는 사실을 공개적으로 밝힌 바 있다. 2025년 7월 체결된 220조 원 규모의 테슬라-삼성 계약은 차세대 AI6 칩 생산을 텍사스 신공장으로 명시적으로 전환한 것으로, 머스크는 이를 두고 "전략적 중요성을 과장하기 어렵다"라고 평했다 . 머스크가 이끄는 여러 기업을 통틀어, 이제는 하나가 아닌 두 개의 파운드리를 선호하는 구도가 점점 뚜렷해지고 있다.

삼성 파운드리의 위태로운 반전

뉴럴링크 계약은 삼성 파운드리 사업부에 매우 위태로운 시점에 찾아왔다. 최근 이 사업부는 TSMC에 심각한 속도로 고객을 빼앗기고 있었다. 구글의 픽셀10용 텐서 G5 프로세서는 3나노 공정으로 TSMC로 이전했는데, 이는 삼성의 저조한 수율과 제한된 반도체 IP(설계자산)에 기인한 것으로 널리 알려져 있다 . 국내 다수의 AI 칩 설계 업체들도 첨단 설계를 TSMC로 이전하거나 이원화하는 추세다 .

이에 맞서 삼성은 굵직한 수주를 잇달아 따내며 자사의 제조 역량이 여전히 핵심 고객을 유치할 수 있음을 증명해 왔다. 대표적인 성과는 다음과 같다.

• 닌텐도 스위치 2 커스텀 프로세서
• 테슬라 AI5 칩 공동 생산 계약
• 일본 Preferred Networks(PFN) 의 2나노 AI 칩, TSMC로부터 빼앗아온 물량
• 갤럭시 Z 플립 7에 탑재될 엑시노스 2500 (3nm 공정)
• 뉴럴링크 O1 칩으로, 현재 차량·게임·데이터센터 AI에 치중된 포트폴리오에 바이오·의료 임플란트 분야를 추가

종합하면, 이는 어려움을 겪는 파운드리가 첨단 노드에서 TSMC의 신뢰할 만한 대안으로 남기 위해 가까스로 전략적 계약들을 따내고 있는 그림이다. 뉴럴링크 수주는 공식 확인될 경우, 삼성이 현재 서비스하지 않는 새로운 응용 분야를 개척함으로써 이러한 서사를 더욱 강화할 것이다.

더 큰 그림: 220조 원 규모의 테슬라-삼성 동맹

뉴럴링크 계약은 단독 건이 아니다. 이는 심화하는 삼성-머스크 동맹의 가장 최신 연장선상에 있다. 2025년 7월, 삼성은 테슬라와 미화 165억 달러(한화 약 220조 원) 규모의 AI 반도체 다년 계약을 체결하며 가장 상업적으로 중요한 순간을 맞이했다. 2033년까지 유효한 이 계약으로, 삼성 텍사스주 테일러시에 건설 중인 팹은 테슬라의 차세대 AI6 칩(자율주행, AI 데이터센터, 휴머노이드 로봇용) 생산에 전념하게 된다 .

머스크는 X를 통해 이 계약을 확인하며 테슬라가 텍사스 공장의 제조 효율성 최적화에 직접 기여할 것이라고 덧붙였는데, 이는 칩 설계사와 파운드리 간의 유례없이 긴밀한 운영 관계를 보여준다 . 삼성은 이전에도 테슬라의 A14 칩을 생산했지만, TSMC가 중간 세대인 A15를 담당한 후 플래그십 AI6를 삼성으로 가져온 것은 더 깊은 전략적 약속을 의미하는 변곡점이었다 .

이번 뉴럴링크 수주는 이러한 파운드리 관계를 테슬라의 자동차 및 로봇 사업을 넘어 의료 기기 분야로 확장시킴으로써, 머스크의 기업 생태계 전반에 걸친 거의 완전한 칩 공급 라인을 구축하게 된다.

현실 점검: 우리가 모르는 사실들

삼성-뉴럴링크 계약에 관해 보도된 모든 내용은 익명의 소식통을 인용한 국내 산업 매체로부터 나온 것이다. 2026년 6월 16일 현재 삼성이나 뉴럴링크 어느 쪽도 공식 성명을 내놓지 않았으며, 그 전까지는 계약의 일정, 기술 사양, 심지어 계약의 존재 자체도 잠정적인 사항으로 다루어야 한다 .

양산 목표 시점은 특히 민감하다. 삼성은 자체적으로 테슬라 AI6 칩의 텍사스 공장 양산 시점이 2027년 하반기 이후라고 밝힌 바 있어, 동일한 기간 내에 또 다른 고수율의 임플란트 칩을 온라인에 올리는 것은 파운드리 수용력을 시험할 가능성이 있다 .

한편, 뉴럴링크는 2026년부터 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치의 대량 생산을 시작해 수술 절차의 완전 자동화로 전환할 계획을 별도로 발표한 바 있다. 이는 어떤 칩 세대나 파운드리 협력사를 쓰든, 회사가 이미 상용화를 향해 움직이고 있음을 시사한다 . 과연 O1 칩이 이러한 대규모 임플란트의 핵심 하드웨어가 될지, 아니면 아직 수년 후의 세대를 위한 것인지는 아직 공개되지 않았다.