TSMC가 샤오미의 ‘엑스링 O3’를 만드는 이유…AI 칩의 다음 무대는 데이터센터 밖이다

샤오미의 새 스마트폰 칩 ‘엑스링 O3’를 대만 TSMC가 생산한다는 소식은 단순한 위탁생산 계약 이상의 의미를 갖습니다. 샤오미는 제품 설계와 AI 기능의 주도권을 확보하고 외부 칩 공급업체에 대한 의존도를 낮추려 하고 있습니다. 반면 TSMC는 샤오미가 설계한 프로세서를 고성능 반도체로 구현할 수 있는 첨단 제조 역량을 제공합니다. 1

단기적인 매출 효과는 제한적일 가능성이 큽니다. 로이터가 인용한 한 소식통은 샤오미의 O3 초기 출하 목표를 20만~30만 대로 제시했습니다. 그러나 전략적 신호는 더 큽니다. 샤오미는 TSMC를 플래그십 스마트폰 프로세서뿐 아니라 소비자 기기용 AI 칩과 자율주행용 반도체의 제조 파트너로도 활용하고 있습니다. 118

샤오미가 TSMC의 3나노 공정을 택한 이유

플래그십 스마트폰용 시스템온칩(SoC)은 CPU와 그래픽 처리, 이미지 처리, AI 가속 성능을 높이면서도 배터리와 발열이라는 제약을 동시에 해결해야 합니다. 일반적으로 더 미세한 공정은 더 높은 트랜지스터 집적도와 전력 효율 개선에 유리합니다. 다만 실제 효과는 칩의 아키텍처와 설계, 제조 방식에 따라 달라집니다.

O3는 샤오미가 처음으로 자체 개발한 플래그십 프로세서인 엑스링 O1의 후속작입니다. O1 역시 TSMC의 3나노 기술로 생산됐습니다. 앞선 제품을 통해 샤오미의 칩 설계 조직과 TSMC의 첨단 제조 생태계 사이에 협력 기반이 마련됐다고 볼 수 있습니다. 12

샤오미 입장에서는 프로세서를 직접 설계함으로써 하드웨어와 소프트웨어, AI 기능이 함께 발전하는 경로를 더 세밀하게 통제할 수 있습니다. TSMC에는 자체 칩을 개발하는 대형 소비자 브랜드를 고객으로 확보했다는 의미가 있습니다. TSMC의 첨단 파운드리 사업이 시장에 칩을 판매하는 팹리스 기업뿐 아니라, 제품을 직접 만드는 기업에도 서비스를 제공할 수 있음을 보여주기 때문입니다.

스마트폰 한 대보다 중요한 ‘3종 칩’ 파이프라인

이번 소식의 중심에는 O3가 있지만, 더 주목할 부분은 샤오미와 TSMC 사이에 형성된 broader한 제품 파이프라인입니다.

• 엑스링 O3: 차기 플래그십 폴더블 기기에 탑재될 것으로 알려진 3나노 스마트폰 프로세서. 초기 출하 목표는 20만~30만 대로 전해졌습니다. 1
• 엑스링 O100: 샤오미의 소비자 기기용 대규모언어모델(LLM) ‘MiMo’를 지원하는 6나노 신경망처리장치(NPU)로 알려졌습니다. 18
• 엑스링 D100: 자율주행 애플리케이션을 겨냥한 3나노 칩으로 전해졌습니다. 18

세 칩의 제조 공정은 같지 않습니다. O100은 6나노 NPU로, O3와 D100은 3나노 설계로 알려져 있기 때문에 세 제품 모두를 3나노 칩이라고 부르는 것은 정확하지 않습니다. 18

그럼에도 세 제품을 함께 보면 파운드리 협력이 여러 제품군으로 확장되는 흐름이 보입니다. TSMC가 같은 고객을 위해 스마트폰용 칩, 엣지 AI 가속기, 자동차 컴퓨팅 플랫폼에 들어갈 반도체를 모두 생산할 수 있다는 뜻입니다. 데이터센터와 고성능 컴퓨팅(HPC)용 칩 중심의 역할보다 훨씬 넓은 고객 관계입니다.

TSMC의 고객 다변화에 주는 의미

TSMC가 샤오미에 제공하는 가치는 단순히 웨이퍼를 생산하는 데 그치지 않습니다. 첨단 공정 기술과 제조 경험, 설계 지원 생태계가 결합되면서 샤오미는 자체 프로세서 로드맵을 유지한 채 제품 경쟁력을 높일 수 있습니다.

대형 기술 기업들이 퀄컴이나 미디어텍 같은 범용 칩 공급업체에 전적으로 의존하기보다 맞춤형 칩을 직접 개발하는 흐름도 이 모델의 중요성을 키우고 있습니다. 한 번 확보한 설계 수주가 스마트폰에서 태블릿, AIoT 기기, 차량용 플랫폼으로 이어질 가능성도 있습니다.

다만 이번 협력을 TSMC의 새로운 대형 수요 축이 이미 형성됐다는 증거로 해석해서는 안 됩니다. 생산량이 제한된 프리미엄 기기 하나만으로도 첨단 공정 생산능력을 사용할 수 있지만, TSMC 전체 매출 구성을 바꿀 정도의 규모가 아닐 수 있습니다. O100과 D100 역시 설계 완료나 계약 단계에서 지속적인 상업 생산으로 넘어가야 실제 기여도를 평가할 수 있습니다.

TSMC의 첨단 공정 경쟁력을 보여주는가

자체 플래그십 프로세서를 개발하는 기업으로부터 3나노 생산 프로그램을 수주했다는 사실은 TSMC의 공정 성숙도와 제조 실행력에 대한 신뢰를 뒷받침합니다. 샤오미의 이전 세대 O1도 TSMC의 3나노 공정으로 생산됐다는 점에서 양사의 협력에는 연속성이 있습니다. 12

그러나 현재 공개된 정보만으로는 O3에 장기적으로 어느 정도의 웨이퍼 생산능력이 배정됐는지, 수익성이 어떤지, 수율이 어느 수준인지, 후속 제품이 얼마나 자주 나올지 알 수 없습니다. 초기 출하량이 적은 제품 하나만으로 샤오미가 지속적인 대형 3나노 고객이 될 것이라고 단정할 수도 없습니다.

가장 타당한 결론은 더 제한적입니다. TSMC는 차별화된 자체 칩을 원하는 대형 브랜드로부터 고부가가치 첨단 공정 물량을 계속 유치할 수 있는 위치에 있습니다. 이 강점이 지속적인 성장으로 이어지는지는 생산량과 가동률, 반복 주문에 달려 있습니다.

투자자가 확인해야 할 지표

1. 반복적인 3나노 생산능력 배정

투자자는 다음과 같은 내용에 대한 TSMC의 공시와 경영진 발언을 살펴볼 필요가 있습니다.

• 3나노 웨이퍼 투입량과 가동률
• 스마트폰, HPC·AI, 자동차용 제품 간 생산능력 배분
• 첨단 공정별 가격과 수익성
• 엣지 AI와 자동차 프로그램에 반복적으로 생산능력이 배정되는지 여부
• 샤오미의 O3 출하 목표가 초기 20만~30만 대를 넘어 늘어나는지 여부 1

중요한 것은 단일 설계 수주가 아니라, 이들 프로그램이 기존의 안정적인 수요를 밀어내지 않으면서 반복 생산으로 이어지는지입니다.

2. O100과 D100의 양산 진전

O100과 D100은 샤오미와 TSMC의 협력이 실제로 제품군을 넓히는지를 확인할 수 있는 시험대입니다. 배치 시점과 고객 채택, 생산량, 개발 단계에서 의미 있는 상업 출하 단계로 넘어가는지를 추적해야 합니다.

D100은 자동차용 반도체라는 점에서 특히 중요하지만, 현재 공개된 보도만으로는 탑재 차량 규모나 매출 기여도, 생산 규모가 확정되지 않았습니다. 이 부분은 예상 결과가 아니라 아직 확인해야 할 변수로 봐야 합니다.

3. TSMC의 응용처별 매출과 분기 코멘트

분기 실적에서는 스마트폰과 자동차, HPC 매출의 균형이 어떻게 변하는지 살펴봐야 합니다. 온디바이스 AI, 맞춤형 ASIC, 자동차 컴퓨팅, 첨단 패키징, N3 계열 공정 가동률에 관한 경영진의 설명도 단기적인 스마트폰 수요와 구조적인 성장을 구분하는 데 도움이 됩니다.

현재 TSMC의 투자 확대는 AI와 HPC 수요의 영향을 크게 받고 있습니다. TSMC는 2026년 업데이트에서 강한 AI 수요를 언급했고, 20272028년 생산 확대를 위해 대만·미국·일본의 3나노 생산능력을 늘릴 계획이라고 밝혔습니다. 또한 2026년 자본지출 전망을 600억640억 달러로 상향했습니다. 3031

4. AI 공급망 전반이 함께 성장하는지 여부

엣지 AI로의 광범위한 이동이 실제로 진행된다면 그 흔적은 샤오미의 제품 발표에만 나타나지 않을 것입니다. 다음 분야에서 동시에 강세가 나타나는지 확인할 필요가 있습니다.

• 첨단 웨이퍼 수요와 첨단 패키징
• 맞춤형 칩 설계 활동
• AI 메모리와 고속 인터커넥트
• 노광, 증착, 식각, 테스트, 패키징 장비 주문

반대로 낙관론을 낮춰야 하는 시나리오는 소수의 상징적인 소비자용 칩이 부족한 첨단 생산능력을 사용하지만, 데이터센터 AI 수요에 비해 매출 기여도는 미미한 경우입니다.

결론: 중요한 것은 ‘수주’가 아니라 ‘반복 생산’

샤오미의 엑스링 O3는 TSMC에 전략적으로 의미 있는 첨단 공정 고객을 추가하고, AI 반도체가 서버에서 스마트폰과 소비자 기기, 차량으로 확산되고 있음을 보여줍니다. O100과 D100까지 고려하면 이번 협력은 단일 스마트폰 출시보다 중요하지만, 아직 상업적 규모가 입증된 것은 아닙니다.

현재로서는 이번 협력을 TSMC가 AI 노출도를 다변화할 수 있는지를 보여주는 초기 시험으로 이해하는 편이 적절합니다. 지속적인 3나노 생산 배정, 소비자·자동차용 칩의 출하량 증가, 개선된 응용처별 매출 공시, 그리고 이어지는 생산능력 투자가 확인된다면 이 신호는 TSMC 수요 기반의 더 넓은 변화에 대한 증거로 발전할 수 있습니다.