삼성전자, AI 반도체 '엑사브레인3' 전 세계 출시(NVIDIA·애플과 정면 승부)

2025년 6월, 삼성전자가 차세대 AI 반도체 ‘엑사브레인3(ExaBrain 3)’를 공식 론칭하며, 글로벌 AI칩 시장 공략에 본격

나섰다. 이번 제품은 3nm(나노미터) 공정 기반의 NPU(신경망처리장치)를 탑재해, 클라우드와 모바일 양쪽 모두에서

고성능 AI 연산 처리를 구현할 수 있는 것이 특징이다.

삼성전자는 엑사브레인3를 통해 AI 반도체 분야의 기술 리더십 강화는 물론, 엔비디아(NVIDIA), 애플(Apple),

퀄컴(Qualcomm) 등과의 경쟁 구도를 더욱 본격화할 계획이다. 특히 생성형 AI, 온디바이스 AI 등 다양한 응용 분야에서의

확장 가능성이 커, 이번 제품은 삼성 시스템반도체 전략의 핵심 축으로 평가받고 있다.

 

⚙️ 기술적 특징: 3nm GAA 공정 + 고효율 NPU

엑사브레인3는 삼성 파운드리의 3나노미터 GAA(Gate-All-Around) 공정 기술을 최초로 AI 전용 칩에 적용한 제품이다.

이를 통해 기존 5nm 기반 제품 대비 성능은 최대 35% 향상, 전력 효율은 40% 이상 개선되었다.

특히 NPU 부분은 20TOPS 이상의 성능을 지원하며, 이는 고사양 LLM(대규모 언어모델) 및 이미지 생성 AI 연산에 적합한

수준이다. 클라우드 데이터센터용 모델과 함께, 스마트폰·태블릿·IoT 디바이스 등에도 바로 적용 가능한 ‘모듈형 설계’로

개발되었다는 점에서 적용 유연성도 크게 향상되었다.

📱🖥️ 클라우드부터 모바일까지…‘양면 전략’

엑사브레인3의 또 다른 강점은 멀티 플랫폼 대응 전략이다. 삼성은 이번 칩셋을 자체 개발 중인 차세대 갤럭시 AI폰

라인업에도 탑재할 예정이며, 동시에 삼성클라우드 및 파트너사 AI 서버 인프라에도 적용할 수 있도록 설계했다.

이는 NVIDIA가 주도하는 클라우드 중심 AI 연산 시장, 애플·퀄컴이 장악한 모바일 온디바이스 AI 시장을 동시에 겨냥하는

구조다. 특히 구글, 마이크로소프트, 아마존과의 협력 가능성도 언급되며, 삼성전자의 B2B AI 반도체 사업 확장에도

탄력을 줄 전망이다.

🏁 글로벌 경쟁: NVIDIA·Apple과의 AI칩 전쟁 본격화

삼성전자가 엑사브레인3를 통해 본격적으로 겨냥하는 경쟁사는 단연 NVIDIA와 애플이다. NVIDIA는 H100, B100 등

고성능 AI 가속기 GPU 시장을 주도하고 있으며, 최근에는 ARM 기반의 Grace Hopper 슈퍼칩을 선보이며 AI 데이터센터

시장을 장악 중이다. 애플은 자체 설계한 NPU를 A시리즈, M시리즈에 탑재하며 온디바이스 AI 성능 강화에 집중하고 있다.

이에 대응해 삼성은 엑사브레인3를 통해 자사의 갤럭시 생태계에 직접 반영하는 동시에, 글로벌 파운드리 고객 확보를

통한 외부 시장 공략을 병행할 것으로 보인다.

📈 업계 전망과 시사점

업계 전문가들은 “엑사브레인3는 삼성전자 시스템반도체 부문의 기술 내재화 전략이 성과를 보이기 시작했다는 신호”라며

“앞으로의 관건은 얼마나 많은 AI 스타트업과 플랫폼 기업을 파트너로 끌어들일 수 있느냐”라고 분석하고 있다.

또한 이번 발표는 미국 중심의 AI 반도체 독점 구조에 균열을 줄 수 있는 포석으로도 평가된다. 특히 한국 정부의

시스템반도체 육성 전략, K-반도체 지원 정책과도 맞물리며, 엑사브레인3의 성공 여부는 한국 전체 산업에도 상당한

영향을 미칠 것으로 보인다.