[서울=뉴스핌] 심재민 기자 = 인공지능(AI) 데이터센터의 전력 수요가 급증하면서 고전압 직류를 활용한 전력 공급 기술이 주목받고 있다. 전력 변환 단계를 축소하고 전압을 높여 전력 손실을 줄이려는 것이다. 독일 반도체 기업 인피니언 테크놀로지스는 이러한 변화에 대응해 국내 솔루엠, 효성중공업 등과 전력 기술 협력을 확대하고 있다.

아담 화이트 인피니언 파워 시스템 사업부 사장은 5일 열린 'AI 시대의 전력 혁신' 기자간담회에서 AI 데이터센터의 전력 공급 구조 변화와 관련 기술 개발 방향을 소개했다.

화이트 사장은 AI 반도체의 연산 성능이 높아지면서 서버 랙당 전력 수요가 빠르게 증가하고 있다고 설명했다. 서버 랙은 GPU와 중앙처리장치(CPU) 등 각종 서버 장비를 설치하는 구조물이다.

인피니언에 따르면 현재 공급되는 AI 서버 랙의 전력 용량은 약 100~150킬로와트(kW) 수준이다. 향후 전력 공급 장치를 별도로 배치하는 2세대 구조에서는 500~700kW로 높아지고, 궁극적으로는 랙당 최대 1메가와트(MW)를 지원하는 3세대 구조로 발전할 것으로 전망했다.

이처럼 서버 랙에 필요한 전력이 늘어나면서 기존 전력 공급 방식에도 변화가 요구되고 있다. 인피니언이 제시한 대안은 800볼트(V) 직류 배전 구조다.

기존 데이터센터는 교류 전력을 공급받아 서버 내부에서 직류로 변환하고, 이를 반도체에 필요한 전압으로 낮추는 방식을 사용한다. 인피니언이 제시한 800V 직류 배전 구조는 서버에 높은 전압의 직류 전력을 전달하고, 전력 변환 단계를 축소하는 데 초점을 맞춘다.

화이트 사장은 "전압이 높아지면 전류가 낮아지고, 이에 따라 전력 손실도 줄어든다"며 "업계가 800V 직류로 전환하는 이유 중 하나는 중간 전력 변환 단계를 줄일 수 있기 때문"이라고 설명했다.

인피니언은 이러한 변화에 대응하기 위해 실리콘(Si), 탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN) 기반 전력반도체를 공급하고 있다. 탄화규소는 고전력·고온 환경에 적합하며, 질화갈륨은 높은 주파수의 전력 변환을 통해 전력 공급 장치의 크기와 무게를 줄이는 데 유리하다.

기존 변압기와 차단기를 반도체 기반 장치로 대체하는 기술도 추진하고 있다. 화이트 사장은 반도체 차단기가 이미 대량 출하되고 있으며, 반도체 변압기는 800V 직류 도입에 대비해 생산 확대가 진행되고 있다고 밝혔다.

국내 기업과의 협력도 구체화하고 있다. 인피니언은 이날 솔루엠과 AI 데이터센터용 전력 공급 기술 개발을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다.

양사는 서버용 전원공급장치(PSU), 중간 버스 변환기(IBC), 배터리 백업 장치(BBU) 등 세 분야에서 협력하기로 했다. 인피니언은 전력반도체와 마이크로컨트롤러 등 관련 기술을 제공하고, 솔루엠은 서버용 전원공급장치와 전력 모듈 설계·제조 역량을 활용한다.

인피니언은 효성중공업과도 고전압 직류 송전(HVDC) 분야에서 협력하고 있다고 밝혔다. 다만 구체적인 협력 내용이나 사업 일정은 공개하지 않았다.

인피니언은 AI 데이터센터의 전력 수요 증가에 따라 고효율 전력반도체의 활용 범위가 확대될 것으로 전망했다. 다만 800V 직류 배전 기술이 본격적으로 확산하기 위해서는 고전압 설비의 안전성 확보와 관련 인증 절차 등이 해결해야 할 과제로 남아 있다고 설명했다.

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