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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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신진서, AI 카타고에 1패 뒤 2연승 [서울=뉴스핌] 남정훈 기자 = 세계 최강 바둑기사 신진서 9단이 현존 최고 수준의 바둑 인공지능(AI) 카타고(KataGo)를 꺾고 인간 바둑의 저력을 다시 한번 증명했다. 신진서는 21일 서울 중구 한국경제TV 스튜디오에서 열린 쎈수학·한경 기신전 최종 3국에서 카타고를 상대로 221수 만에 흑 11집 반승을 거뒀다. 신진서는 1국을 내준 뒤 2국과 3국을 연달아 따내며 최종 전적 2승 1패의 짜릿한 역전승을 완성했다. [AI 챗GPT가 제작한 AI '카타고(KataGo)'와 신진서 9단 기신전(棋神戰) 3번기 일러스트] psoq1337@newspim.com 이번 대국은 신진서가 흑돌 두 점을 먼저 놓는 2점 접바둑으로 진행됐다. 흑이 0.5집을 부담해 무승부가 나오면 카타고의 승리로 인정되는 방식이었다. 신진서에게는 5시간과 30초 초읽기 1회가 주어졌고, 카타고는 제한시간 없이 매 수 20초 안에 착수했다. 대회 전 전망은 밝지 않았다. 대부분의 바둑계 관계자는 현존 최강 AI를 상대로 신진서가 한 판만 이겨도 성공이라는 평가를 내놓았다. 하지만 신진서는 예상을 뒤엎었다. 1국에서는 카타고가 초반부터 준비한 예상 밖의 수에 흔들리며 패했지만, 2국에서 안정적인 운영으로 반격에 성공했고, 마지막 3국에서는 완벽에 가까운 내용으로 승부를 마무리했다. 최종국에서 카타고는 앞선 두 대국과 달리 첫수로 소목을 선택하며 변화를 시도했다. 신진서 역시 잠시 고민한 끝에 우하귀 소목으로 응수하며 차분하게 포석을 이어갔다. 이후 대국은 신진서가 사전에 예고했던 대로 복잡한 전투를 최대한 피하는 방향으로 흘러갔다. 그는 귀의 일부 실리를 내주는 대신 상변과 중앙에 두터운 세력을 구축했고, 80수 무렵부터 거대한 흑진을 형성하며 주도권을 잡았다. 신진서 9단이 29일 서울 중구 조선 웨스틴 호텔에서 열린 '알파고 10년 : 위대한 동행' 행사에 참석해 데미스 하사비스 구글 딥마인드 공동 창업자 및 CEO와 친선대국을 마친 뒤 질문에 답하고 있다. [사진 = 뉴스핌DB] 승부를 가른 것은 흔들리지 않는 집중력이었다. 1국에서는 70수, 2국에서는 160수 무렵 AI의 예상 승률 99%가 무너지며 집 차이가 줄어들었지만, 3국에서는 한 번 잡은 우세를 끝까지 유지했다. AI의 예상 승률은 대국 내내 99% 안팎을 유지했고, 끝내기에서도 형태를 지키며 단 한 번의 실수도 허용하지 않았다. 결국 신진서는 11집 반이라는 큰 차이로 승리를 확정했다. 이번 승리로 신진서는 이세돌 이후 한층 더 진화한 AI를 상대로 공식 대국에서 2승을 거둔 최초의 기사가 됐다. 돌 두 점의 도움을 받는 접바둑이었지만, 한 번의 실수도 허용하지 않는 AI를 상대로 역전 시리즈를 만들어냈다는 점에서 의미가 크다. 신진서는 이번 대국을 통해 판당 5000만원의 대국료와 2승에 따른 승리 수당을 포함해 총 2억5000만원을 받았고, 우승 부상으로 제네시스 G90도 품에 안았다. 한편 카타고는 미국 컴퓨터 과학자 데이비드 우가 개발한 오픈소스 바둑 AI로, 이번 대국에서는 RTX 3090 그래픽카드 4장을 병렬 연결한 전용 시스템을 활용해 최상의 연산 성능을 구현했다. 카타고가 계산한 수는 한국기원 소속 이단비 초단이 대리 착수하며 대국이 진행됐다. wcn05002@newspim.com 2026-07-21 13:56
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한국 FIFA 랭킹 32위로 '7계단 추락' [서울=뉴스핌] 남정훈 기자 = 2026 북중미 월드컵 조별리그 탈락의 후폭풍이 국제축구연맹(FIFA) 랭킹에도 고스란히 반영됐다. FIFA가 20일(현지시간) 발표한 2026년 7월 남자 축구 세계랭킹에서 한국은 랭킹 포인트 1558.72점을 기록하며 32위에 자리했다. 북중미 월드컵 직전 25위였던 한국은 한 달 만에 7계단 하락했고, 2021년 12월(33위) 이후 처음으로 30위권 밖으로 내려갔다. 올해 1월만 해도 22위를 기록했던 것을 감안하면 불과 반년 만에 10계단이나 순위가 떨어졌다. [과달라하라 로이터=뉴스핌] 박상욱 기자=손흥민이 12일(한국시간) 북중미 월드컵 A조 조별리그 체코와의 경기에서 득점에 실패하자 아쉬워하고 있다. 2026.6.13 psoq1337@newspim.com 순위 하락의 가장 큰 원인은 월드컵 성적이다. 홍명보 전 감독이 이끈 한국은 조별리그 A조에서 체코를 상대로 2-1 승리를 거뒀지만, 이후 멕시코와 남아프리카공화국에 연달아 0-1로 패하며 1승 2패로 탈락했다. 48개국 체제로 확대된 이번 대회에서 32강 진출이 유력할 것으로 예상됐지만 기대를 밑도는 성적을 남겼다. 특히 남아공전 패배의 여파가 컸다. FIFA 랭킹은 엘로(Elo) 방식으로 계산되며 경기 결과뿐 아니라 상대 전력과 대회의 중요도를 함께 반영한다. 월드컵 본선은 가장 높은 가중치가 적용되는 만큼 승패에 따른 포인트 변동 폭도 크다. 한국은 멕시코와 남아공전에서 잇따라 패하면서 랭킹 포인트를 크게 잃었고, 토너먼트 진출 실패로 추가 점수를 획득할 기회마저 사라졌다. 반면 경쟁국들은 월드컵에서 좋은 성적을 거두며 순위를 끌어올렸다. 그 결과 한국의 7계단 하락은 이번 발표에서 30위권 국가 가운데 가장 큰 낙폭으로 기록됐다. [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 홍명보 감독. [사진=로이터] 2026.06.29 psoq1337@newspim.com 아시아 내 위상도 한 단계 내려갔다. 일본은 월드컵 32강 진출과 함께 17위로 한 계단 상승하며 아시아 최고 순위를 유지했다. 이란은 22위, 호주는 28위에 자리했고 한국은 호주에도 밀리며 아시아 4위로 내려앉았다. 월드컵 전만 해도 일본과 이란에 이어 아시아 3위였던 한국은 이번 대회를 거치며 순위 경쟁에서 한발 뒤처지게 됐다. 한국과 같은 조에서 경쟁했던 국가들의 순위도 눈길을 끌었다. 멕시코는 월드컵 성과를 바탕으로 10위까지 올라 처음으로 톱10에 진입했고, 체코는 48위, 남아프리카공화국은 54위에 자리했다. 세계 랭킹 최상단에도 변화가 있었다. 월드컵 우승을 차지한 스페인이 결승에서 아르헨티나를 꺾으며 1위 자리를 탈환했고, 준우승한 아르헨티나는 2위로 내려갔다. 프랑스와 잉글랜드는 각각 3위와 4위를 유지했고, 브라질과 모로코, 포르투갈, 벨기에, 네덜란드, 멕시코가 톱10을 형성했다. [이스트 러더퍼드 로이터=뉴스핌] 박상욱 기자=노르웨이의 엘링 홀란이 6일(한국시간) 북중미 월드컵 16강전 브라질 대 노르웨이전에서 선제골을 넣은 뒤 환호하고 있다. 2026.7.6 psoq1337@newspim.com 이번 발표에서 가장 큰 상승세를 보인 국가는 노르웨이였다. 엘링 홀란(맨체스터 시티)을 앞세워 사상 첫 월드컵 8강 진출에 성공한 노르웨이는 31위에서 19위로 무려 12계단을 뛰어오르며 가장 큰 폭의 순위 상승을 기록했다. 월드컵 실패와 함께 FIFA 랭킹까지 급락한 한국은 향후 국제대회 시드 배정과 월드컵 예선 조 추첨에서도 이전보다 불리한 위치에 설 가능성이 커졌다.  wcn05002@newspim.com 2026-07-21 09:37
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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.
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.
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