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

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AI 핵심 요약

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  • 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

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與 '지명직 최고위원 2인' 누구 [서울=뉴스핌] 박서영 기자 = 김민석 더불어민주당 대표가 취임 이틀 만에 사무총장·정책위의장 등 핵심 당직 인선을 단행하면서, 당대표가 권한을 가진 지명직 최고위원 2명 인선에 관심이 쏠리고 있다. 특히 지명직 2명의 인선에 따라 현재 3명(최민희, 이성윤, 한민수 최고위원), 2명(박선원, 서미화 최고위원)으로 나뉜 지도부 내 계파 역학구도에 변화가 가능하다는 점에서 더욱 이목이 집중된다. 이와 별도로 당 안팎에서는 청년·노동계 대표성 강화에 대한 필요성이 제기되고 있다. 청년, 노동계 발탁은 김 대표의 공약이기도 하다. [대전=뉴스핌] 장동규 기자 = 김민석 더불어민주당 신임 대표가 17일 대전시 유성구 대전컨벤션센터(DCC) 제2전시장에서 열린 '더불어민주당, 제3차 정기전국당원대회'에서 당기를 흔들고 있다. 2026.08.17 jk31@newspim.com ◆김민석, 핵심 당직 인선 마무리…'능력주의' 기조 선명 김 대표는 지난 18일 4선 한정애 의원을 당 살림을 총괄하는 사무총장에, 3선 권칠승 의원을 당 정책을 총괄하는 정책위의장에 각각 임명했다. 김 대표는 당선 직후인 지난 17일에는 당대표 비서실장에 김태선 의원을, 수석대변인에 박성준 의원을 임명한 데 이어 '당 4역' 인선까지 이틀 만에 마무리하며 지도부 구성에 속도를 냈다. 박성준 수석대변인은 "인선의 기본 원칙과 기준은 능력"라며 "능력을 최우선으로 고려했다"고 밝혔다. 과거 지도부에서 흔히 볼 수 있었던 지역과 계파를 안배한 '기계적 탕평'과는 차별화된 행보로 해석된다. 한정애 사무총장과 권칠승 정책위의장은 모두 문재인 정부에서 장관(한정애 환경부 장관, 권칠승 중소벤처기업부 장관)을 지낸 실무 능력이 검증된 중진들이면서도 계파색이 옅다는 공통점이 있다. 이는 전당대회 과정에서 깊어진 당내 갈등을 수습하면서도 2028년 총선 대비 조직·정책 역량을 강화하겠다는 김 대표의 의중이 반영된 결과로 풀이된다. 특히 한 사무총장은 전임 정청래 대표 체제에서 정책위의장을 역임했다. 김 대표도 전날 전남광주 국립5·18민주묘지 참배 일정을 마친 후 취재진과 만나 "당 운영의 최우선 가치는 능력"이라며 인위적 통합보다는 '실력'으로 당을 이끌어가겠다는 뜻을 재차 밝혔다. 김민석 민주당 대표와 최고위원들이 부산 현장 최고위원회를 마친 후 함께 손을 잡았다. [사진=김민석 페이스북] ◆김민석, '청년 1명 + 노동계 1명' 공언...청년은 경선 방식 가능성 높아 민주당 최고위원회는 당대표와 원내대표, 선출직 최고위원 5명, 지명직 최고위원 2명 총 9명으로 구성된다. 당내에서는 지명직 최고위원 중 1석을 청년에 배정하는 방안을 사실상 확정한 것으로 보고 있다. 나머지 1석에는 노동계를 대표할 수 있는 인사가 기용될 가능성이 거론된다. 김 대표는 지난 10일 경선기간 중 기자회견에서 "지명직 최고위원 가운데 한 명은 청년 선출 최고위원으로 하고, 또 한 명은 노동계를 대표하는 최고위원으로 지명하겠다"며 "바로 노동계 의견을 들어 지도부에 모시고 함께 상의하겠다"고 약속한 바 있다. 최민희 최고위원도 이날 부산에서 열린 첫 최고위원회의에서 "민주적 절차를 거쳐서 청년 최고위원을 선출했으면 좋겠다"며 경선 방식을 제안했다. 당 안팎에선 청년 최고위원 후보군으로 김형남 전 군인권센터 사무국장(1989년생), 정민철 전 민주당 정책위원회 부의장(2001년생), 신인규 변호사(1986년생), 김규현 변호사(1985년생) 등이 거론되고 있다. 노동계 후보군은 아직 구체적으로 거론되는 인물은 없으나, 김 대표가 노동계 의견을 청취하겠다고 밝힌 만큼 공식, 비공식 논의가 이어질 것으로 보인다. [대전=뉴스핌] 장동규 기자 = 김민석 더불어민주당 대표와 한민수, 이성윤, 서미화, 박선원, 최민희 최고위원이 17일 대전시 유성구 대전컨벤션센터(DCC) 제2전시장에서 열린 '더불어민주당, 제3차 정기전국당원대회'에서 당선 인사를 하고 있다. 2026.08.17 jk31@newspim.com ◆과거식 여성·호남 배려 인선 불필요..."전문성과 이력에 집중할 것" 전망도  과거 민주당 지도부에서는 관행적인 탕평을 위해 여성 또는 호남권 인사를 지명직 최고위원으로 임명하는 경우가 많았다. 그러나 이번에는 상황이 다르다는 게 여권의 예상이다. 현재 선출직 최고위원 5명 가운데 호남 출신이 다수를 차지하고 있어 호남권 추가 인선은 필요하지 않다는 관측이 우세하다. 최민희 최고위원을 제외하고 박선원(전남 나주), 서미화(전남 무안), 이성윤(전북 고창), 한민수(전북 익산) 최고위원은 모두 출생지가 호남이다.  민주당 관계자는 기자에게 "이번 최고위원에는 여성과 장애인 인사가 이미 포함됐다. 게다가 호남 출신 인사가 다수 들어갔기 때문에 지명직 최고위원의 경우 과거처럼 지역 배분에 초첨이 맞춰지지 않을 가능성이 크다"고 귀띔했다. 이 관계자는 이어 "영남권 목소리가 없다는 점은 아쉬운 부분"이라며 "김 대표가 계속 능력을 강조한 만큼 분야별 전문성이나 이력에 집중할 것"이라고 전망했다. seo00@newspim.com 2026-08-20 06:00
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이강인, A마드리드 데뷔전 결승골 [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 이보다 짜릿한 데뷔전이 있을 수 있을까. 이강인이 라리가 복귀전이자 아틀레티코 마드리드 이적 후 첫 라리가 공식전에서 환상적인 결승골을 터뜨리며 팀의 개막전 완승을 이끌었다. 이강인은 20일(한국시간) 스페인 마드리드 리야드 에어 메트로폴리타노에서 열린 말라가와의 2026-27시즌 라리가 1라운드에서 후반 12분 교체 투입된 지 13분 만에 선제 결승골을 작렬시켰다. 아틀레티코 마드리드는 이강인의 선제 결승골과 바에나의 쐐기골로 말라가를 2-0으로 꺾으며 승점 3을 챙겼다.  [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 이강인이 20일(한국시간) 2026-27시즌 라리가 1라운드 후반 선제 결승골을 넣고 기뻐하고 있다.2026.08.20 psoq1337@newspim.com 전반전 아틀레티코는 말라가의 촘촘한 수비벽에 고전하며 0-0으로 마쳤다. 디에고 시메오네 감독은 후반 시작과 함께 마르코스 요렌테를 투입하며 변화를 꾀했지만 공격 활로는 쉽게 열리지 않았다. 후반 12분 시메오네 감독은 승부수를 던졌다. 카를로스 마르틴, 호드리고 멘도사, 아르나우 오르티스를 빼고 이강인과 줄리아노 시메오네, 알렉스 바에나를 동시에 투입했다. 이강인은 루크만과 투톱을 이루며 처진 공격수 역할로 나섰다. 투입 직후 이강인은 존재감을 과시했다. 후반 14분 30여m 거리에서 과감한 왼발 중거리슛을 날렸다. 후반 20분에는 페널티아크에서 왼발 감아차기 슈팅으로 또 한 번 골문을 겨냥했다. 이어 날카로운 크로스로 코너킥을 유도하며 아틀레티코 공격에 활력을 불어넣었다. [마드리드 로이터=뉴스핌] 박상욱 기자=이강인이 20일(한국시간) 2026-27시즌 라리가 1라운드 후반 선제 결승골을 넣고 동료들의 축하를 받고 있다. 2026.8.20 psoq1337@newspim.com 후반 25분. 오른쪽 측면에서 다비드 한츠코의 롱패스를 가슴으로 컨트롤한 이강인은 중앙으로 파고들며 수비 3명을 순식간에 제친 뒤 페널티아크 오른쪽에서 왼발 감아차기 슈팅을 날렸다. 공은 말라가 골문 오른쪽 상단으로 정확히 빨려 들어갔다. 아틀레티코 홈 팬들의 우레 같은 환호가 터져 나왔고 이강인은 홈 관중 앞에서 무릎 슬라이딩을 하며 어퍼컷을 날렸다. 이강인의 이번 데뷔골은 2023년 6월 4일 마요르카전에서 마지막 라리가 골을 기록한 지 정확히 1173일 만에 터진 스페인 1부 리그 복귀골이기도 하다. 이강인의 골로 기선을 제압한 아틀레티코는 경기 흐름을 완전히 장악했다. 후반 28분에는 루크먼에게 환상적인 침투 패스를 찔러줬지만 루크먼의 슈팅이 상대 골키퍼 선방에 막히며 어시스트는 무산됐다. [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 이강인이 20일(한국시간) 2026-27시즌 라리가 1라운드 후반 선제 결승골을 넣고 동료의 축하를 받고 있다. 2026.08.20 psoq1337@newspim.com 이강인은 경기 막판까지 헌신적인 플레이를 이어갔다. 후반 28분 아데몰라 루크먼에게 같은 침투 패스를 찔러 넣으며 기회를 창출했다. 후반 40분에는 강력한 태클로 상대 공격을 끊어내며 역습의 발판을 마련했다. 후반 42분 역습 과정에서 유려한 드리블로 상대의 반칙과 경고를 유도했다. 후반 40분에는 쐐기골이 터졌다. 알렉스 바에나가 페널티박스 왼쪽 바깥에서 얻어낸 프리킥을 직접 오른발로 골문 오른쪽 상단에 꽂아넣으며 2-0을 만들었다. 경기 종료 후 이강인은 '매치 MVP'에 선정됐다. 33분을 소화하며 1골 1도움에 버금가는 활약으로 아틀레티코의 개막전 승리를 견인한 공로를 인정받았다. [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 20일(한국시간) 2026-27시즌 라리가 1라운드 후반 선제 결승골을 넣은 이강인. [사진=아틀레티코 마드리드 SNS] 2026.08.20 psoq1337@newspim.com 올여름 파리 생제르맹(PSG)을 떠나 아틀레티코 마드리드로 이적한 이강인은 병역법상 해외 출국 문제로 뒤늦게 팀에 합류하며 프리시즌을 충분히 소화하지 못했다. 이로 인해 개막전 선발 명단에서 제외됐지만 교체 카드로 투입되자마자 팀의 공격 전개를 완전히 바꿔놓았다. 이강인의 데뷔골은 올 시즌 아틀레티코 마드리드의 첫 번째 라리가 득점이기도 하다. 3년 만에 돌아온 스페인 무대에서 자신의 가치를 제대로 입증한 이강인은 새 시즌 AT 마드리드 공격의 핵심 첨병 역할을 예고했다. psoq1337@newspim.com 2026-08-20 06:43
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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.
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