전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
글로벌·중국 미국·북미

속보

더보기

[광반도체 혁명] ① AI 반도체의 신대륙 '光'...구리의 종말과 빛의 서막

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

AI 핵심 요약

beta
분석 중...
  • AI 확산으로 구리 배선 한계 드러나 광반도체 시대로 전환하고 있다.
  • 光인터커넥트는 속도·전력·발열 면에서 구리를 압도하며 데이터센터 전력·냉각 비용 절감 해법이 되고 있다.
  • 엔비디아·MS는 CPO·MOSAIC 등 광학 기술을 도입해 차세대 AI 데이터센터 전면 광학 전환을 추진하고 있다.

!AI가 자동 생성한 요약으로 정확하지 않을 수 있어요.

구리 배선 물리적 천장에 부딪혀
빛으로 속도와 열 해결
빅테크 공격적 행보

이 기사는 5월 19일 오전 12시19분 '해외 주식 투자의 도우미' GAM(Global Asset Management)에 출고된 프리미엄 기사입니다. GAM에서 회원 가입을 하면 9000여 해외 종목의 프리미엄 기사를 보실 수 있습니다.

[서울=뉴스핌] 황숙혜 기자 = 반도체 칩 내부와 데이터센터 서버를 들여다 보면 머리카락보다 수천 배 가는 미세한 선들이 엉켜 있다. 다름 아닌 구리 배선이다. 칩의 뇌세포에 해당하는 트랜지스터를 서로 연결해 전기 신호, 즉 데이터와 전력을 전달하는 반도체의 혈관이다.

인공지능(AI) 시대가 가속화되면서 반도체의 혈관이 구리에서 빛으로 탈바꿈하고 있다. 거대한 AI 모델 학습과 추론을 감당하는 데 구리의 물리적 한계가 드러나면서 이른바 광반도체 시대가 열리기 시작한 것.

과거 알루미늄에서 2000년대 들어 전도성이 높고 저항이 상대적으로 낮은 구리가 반도체 배선의 표준이 됐고, AI 시대가 도래하면서 빛이 새로운 해법으로 부상했다. 교통량이 폭발적으로 늘어나자 관련 업계가 자갈길을 걷어내고 초고속 자기 부상 열차를 도입하고 나선 셈이다.

구리의 물리적 한계 = AI는 수 천에서 많게는 수 만개의 GPU(그래픽처리장치)가 동시에 엄청난 양의 데이터를 주고 받아야 작동하는 구조다.

전자를 이동시키는 방식의 구리 배선은 물리적 한계가 따를 수밖에 없다. 연산 장치는 빛의 속도로 발전하는데 데이터를 나르는 구리선이 느려 시스템 전체에 병목 현상이 발생하는 실정이다.

전력 손실도 구리의 치명적인 단점으로 꼽힌다. 전기 신호가 구리를 통과할 때 물리적인 저항이 발생하는데 전류가 강해지고 데이터 양이 많아질수록 저항 때문에 엄청난 열이 발생한다.

때문에 AI 데이터센터는 구리선의 저항을 이겨내고 열을 식히기 위해 별도의 냉각 시스템을 돌려야 한다. 소위 전기 먹는 하마로 통하는 데이터센터의 전력 소비 중 상당 부분이 냉각에 낭비되는 실정이라고 업계 전문가들은 말한다.

신호 감쇄, 즉 거리의 한계도 구리 배선의 단점으로 지목된다. 구리선은 길이가 조금만 길어져도 저항 때문에 신호가 약해지거나 왜곡된다. AI 데이터센터의 거대한 서버 랙 사이를 연결할 때 구리선이 제 성능을 내지 못하는 이유다.

문제는 속도와 발열에 그치지 않는다. 플러거블 광 트랜시버처럼 구리의 한계를 보완하기 위해 도입된 중간 단계 기술조차 고대역폭이나 고밀도 환경에서는 전력 소비와 물리적 공간이라는 새로운 병목을 초래한다.

구리 배선과 광섬유의 차이 [AI 일러스트=황숙혜 기자]

영국의 시장 조사 업체 ID테크엑스(IDTechEx)는 데이터센터 광학 트랜시버의 진화 경로가 플러거블 방식에서 온보드 광학(Onboard Optics), 그리고 최종적으로는 코패키지드 옵틱스(Co-Packaged Optics, CPO)로 이어질 수밖에 없다고 주장한다. 구리를 단순히 더 굵게 만들거나 더 많이 까는 방식으로는 AI의 연산 욕구를 결코 충족시킬 수 없다는 얘기다.

빛이 제공하는 해결책 = 골드만 삭스는 2030년 전세계 데이터센터의 전력 수요가 2023년 대비 160% 성장할 것으로 예상하고, 맥킨지는 2030년까지 데이터센터 용량 수요가 연간 최대 22%씩 성장해 최대 219GW에 달할 수 있다고 주장한다.

추세를 가속화하는 결정적인 변곡점은 AI 가속기의 세대 교체다. 엔비디아의 호퍼(Hopper) 아키텍처 GPU(H100/H200)가 칩당 700와트 수준의 전력을 소비했다면, 차세대 블랙웰(Blackwell)은 칩당 약 1000와트로 크게 뛰었다. 단순히 더 많은 칩을 배치하는 것만으로도 전력 소비가 기하급수적으로 불어나는 구조다.

IT 업계가 찾아낸 해법은 빛이다. 광섬유는 유리 또는 플라스틱 코어를 통해 빛을 전달하는데 이 과정에서 전자기 간섭(EMI)에 전혀 영향을 받지 않고, 신호 손실이 지극히 미미하다. 보도에 따르면 현재 상용화된 광 링크는 400~800Gbps의 지속 전송 속도를 달성하고, 최신 고성능 광 인터커넥트 제품군은 이미 1.6Tbps를 지원하기 시작했다. 이는 구리가 단거리에서 구현할 수 있는 최대 10Gbps를 수백 배 뛰어넘는 수준이다.

전력 효율 역시 판도를 바꾼다. IDC의 조사 보고서는 전력 비용이 기업형 데이터센터 총지출의 46%, 서비스 제공업체의 경우 60%에 달한다고 밝혔다. 이는 이 문제가 단순한 기술 선택이 아니라 사업 모델 자체에 직결된 변수라는 사실을 보여준다.

광섬유 인프라는 구리 기반 시스템에 비해 냉각 비용을 유의미하게 낮출 수 있다. 빛이 전달 과정에서 열을 거의 발생시키지 않기 때문이다. EE타임스의 조사에 따르면 2025년 말 기준 신규 백본 배선의 약 85%가 이미 구리가 아닌 광섬유로 구축됐고, 이 같은 전환이 이미 돌이킬 수 없는 추세로 자리잡았다.

엔비디아와 MS의 선택 = 세계 최대의 AI 칩 설계 기업인 엔비디아(NVDA)가 추세적인 전환의 구체적인 청사진을 제시했다. 2025년 3월 개최된 GTC에서 젠슨 황 최고경영자(CEO)는 TSMC와 공동 개발한 코패키지드 옵틱스(CPO) 실리콘 포토닉스 시스템을 공식 발표했다.

마이크로 링 공명기(Micro Ring Resonator) 기반의 기술은 파장당 200Gbps의 PAM4 변조를 구현하는 한편 하나의 패키지 안에 512개 레인의 전기 신호 처리를 집약한다. 기존에 별도로 장착되던 플러거블 트랜시버를 ASIC과 동일한 패키지로 통합, 전력 효율을 5배 향상시키고 네트워크 복원력(Resiliency)을 10배 높인다고 업체는 밝혔다.

엔비디아의 기술 로드맵은 TSMC의 COUPE(Co-packaged Ultra-integrated Photonics Engine) 프로그램과 긴밀하게 맞닿아 있다. 로드맵은 현재 1.6Tbps 수준의 광 엔진에서 출발해 칩 수준의 12.8Tbps 통합으로 나아가는 경로를 제시하는데 차세대 AI 가속기인 GB300급 제품군에 이미 적용이 시작됐다.

반도체 전문 매체 세미엔지니어링은 향후 5년 내 AI 데이터센터의 모든 인터커넥트가 광학 기반으로 전환될 것으로 예상했다.

엔비디아만의 움직임이 아니다. 마이크로소프트(MSFT)는 MOSAIC라는 마이크로LED 기반 광학 인터커넥트 시스템을 개발해 2025년 ACM SIGCOMM 학술대회에서 공식 발표했다.

기존 레이저 기반 광 케이블이 갖는 높은 전력 소비 문제를 해결하기 위해 MOSAIC는 값비싼 레이저 대신 저가의 마이크로LED와 의료 내시경 영상에서 사용되는 멀티코어 이미징 광섬유를 접목한 '광대역-저속(Wide-and-Slow, WaS)' 아키텍처를 채택했다.

800Gbps의 처리량을 8개의 고속 채널이 아닌 400개 이상의 2Gbps 병렬 채널로 분산함으로써, MOSAIC는 기존 레이저 기반 광 케이블 대비 전력 소비를 최대 68% 줄이면서도 구리 대비 10배에 달하는 50미터의 전송 거리를 달성한다.

 

shhwang@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
KT 과징금 539억, SKT의 40% [서울=뉴스핌] 정승원 기자 = KT가 소형 기지국(펨토셀) 해킹 사고와 관련해 개인정보보호위원회로부터 539억원의 과징금을 부과받았다. 앞서 유심 정보 유출 사고로 1347억원의 과징금을 받은 SK텔레콤의 40% 수준이다. 개인정보보호위원회는 유출 규모와 정보의 민감성, 피해 대응 수준 등이 SK텔레콤과 달랐다고 설명했다.   [서울=뉴스핌] 이길동 기자 = 송경희 개인정보보호위원장이 29일 오후 서울 종로구 정부서울청사에서 열린 개인정보보호위원회 전체회의를 주재하며 모두발언을 하고 있다. 2026.07.29 gdlee@newspim.com 개보위는 29일 KT가 불법 펨토셀을 통해 고객 개인정보를 유출하게 한 책임에 대해 과징금 539억7900만원을 부과하기로 의결했다고 30일 밝혔다. 개인정보보호 위반 행위에 대해 과징금음 매출액의 최대 3%까지 부과할 수 있다. 이에 KT의 최근 3년간 연평균 무선서비스 매출인 6조6689억원을 기준으로 최대 1900억원에서 2000억원 수준이 부과될 수 있을 것으로 추정됐다. 앞서 SK텔레콤이 네트워크와 시스템의 보안 관리를 소홀히 해 2324만여 명의 유심 정보 등이 유출한 건에 대해서 개보위가 과징금 1347억9100만 원과 과태료 960만원을 부과한 바 있기 때문이다. 하지만 개보위는 KT에 부과한 과징금의 기준을 5G와 LTE의 서비스 매출로 판단했다. 이번 해킹 피해 대상이었던 소형 기지국 펨토셀이 LTE 통신에서 사용되는 장비이며 5G 통신 설비가 확정되지 않은 곳에서는 LTE망을 이용하기 때문에 5G와 LTE 서비스 매출을 산정 기준으로 정했다는 설명이다. 양청삼 개보위 사무처장은 "KT의 경우 앞선 사례(SK텔레콤)와 비교해 확인된 유출 규모가 상대적으로 적었고 유출된 정보도 임시값, 기기의 단말기 정보를 포함한 3종으로 달랐다. 피해 관련해 보상이라든지 시정조치 등이 신속하게 협조됐다는 점이 감안됐다"고 설명했다. 양 사무처장은 "앞선 유출 사고는 2300만명의 유심 정보가 유출됐던 건인데 비해 KT는 확정된 유출 규모가 1만6647명이라는 점이 고려됐다"라고 전했다. 악성 코드 감염 사고 건에 관련해서는 KT가 개인정보 유출 분석을 소홀히 하고 정부에 미신고했으며 사고 서버의 로그 일부를 삭제하고 조사 과정에서 거짓 자료제출 및 번복으로 위원회 조사를 방해했다고 판단해 고발하기로 했다. 이번 과징금 부과 및 과태료 등 개보위 처분에 대해 KT는 "개보위의 처분 결과를 무겁게 받아들이며 지난 사고로 고객과 국민 여러분께 큰 심려와 불안을 끼쳐드린 점에 대해 다시 한 번 고개 숙여 깊이 사과드린다"라고 밝혔다. KT 관계자는 "개인정보보호 보호 체계 전반을 원점에서 재정비하고 있으며 보안 투자를 확대하고 전사적 개인정보보호 역량을 강화하는 등 사태 재발 방지와 고객 신뢰 회복에 모든 역량을 다하겠다"라고 덧붙였다.  origin@newspim.com 2026-07-30 13:40
사진
李대통령 지지율 53% [NBS] [서울=뉴스핌] 김미경 기자 = 이재명 대통령의 국정운영 평가가 2주 연속 하락해 53%를 기록했다는 여론조사 결과가 30일 공개됐다.  엠브레인퍼블릭·케이스탯리서치·코리아리서치·한국리서치가 27~29일 동안 만 18세 이상 남녀 1000명을 대상으로 조사한 전국지표조사(NBS) 7월 5주차 결과를 살펴보면 이 대통령의 국정운영 평가는 긍정평가가 53%로 직전 조사인 7월 3주차보다 2%포인트(p) 하락했다. 이 대통령의 지지율 하락세는 2주 연속 이어지고 있다. 반면 부정평가는 37%로 직전 조사보다 3%p 올랐다.  이재명 대통령 국정운영 평가 7월 5주차 [그래프=NBS]   정당지지도는 더불어민주당 40%, 국민의힘 21%, 조국혁신당 2%, 개혁신당 2%, 진보당 1% 순으로 나타났으며, 태도유보는 33%였다.  민주당 차기 당대표 적합도 조사에서는 정청래 후보가 21%, 김민석 후보가 19%, 송영길 후보가 6%였고, 태도유보가 54%로 절반을 넘었다. 그러나 민주당 지지층에서는 김 후보가 34%, 정 후보가 29%, 송 후보가 9%로 다른 양상을 보였다.  정부의 부동산 정책에 대한 평가에서는 잘못하고 있다는 의견이 56%로 과반이고, 잘하고 있다는 의견은 33%였다.  부동산 가격 전망으로는 상승할 것이라는 의견이 31%, 보합이 52%, 하락이 10%였다. 주택담보대출 규제를 강화해야 한다는 의견은 15%, 유지해야 한다는 의견은 21%, 완화해야 한다는 의견은 55%로 확인됐다.  전세대출 규제 역시 강화해야 한다는 의견은 11%에 그친 반면, 유지해야 한다는 의견이 24%, 완화해야 한다는 의견이 55%를 보였다.  이재명 정부 부동산 정책 평가 [그래프=NBS] 여론조사는 휴대전화 가상번호(100%)를 이용한 전화면접조사로 시행됐으며, 표본오차는 95% 신뢰수준에서 ±3.1%p다. 자세한 사항은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다.  the13ook@newspim.com 2026-07-30 13:31
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동