스케일업 대역폭 수요 9배, 레이저 공급 병목

AI 데이터센터 확장이 연산 반도체를 넘어 광통신 부품 공급 문제로 번지고 있다. 공동패키지광학(CPO)과 근접패키지광학(NPO)에 들어가는 고출력 레이저와 인듐인(InP) 웨이퍼 생산능력이 핵심 병목으로 떠올랐다.

ABMedia는 로젠블랫(Rosenblatt)이 8월 19일 광학 산업 보고서에서 루멘텀(Lumentum·$LITE), 코히런트(Coherent·$COHR), 어플라이드옵토일렉트로닉스(Applied Optoelectronics·$AAOI)를 중심으로 AI 광학 부품 공급 경쟁을 다뤘다고 보도했다. 로젠블랫의 행사 안내에는 8월 17~18일 열린 제6회 기술 서밋 주제가 ‘AI 시대’로 제시됐고, 광네트워킹과 인프라가 AI 데이터센터의 핵심 축으로 포함됐다.

보고서의 초점은 수요 둔화가 아니라 공급 제약이다. 로젠블랫은 AI 서버 구조가 여러 서버를 넓게 연결하는 스케일아웃에서 서버 내부와 랙 단위 연결을 강화하는 스케일업으로 이동하면서 광학 부품 수요가 커지고 있다고 분석했다.

GPU당 전송 대역폭 수요는 스케일업 구조에서 스케일아웃보다 9배 크다는 설명이다. 다만 스케일아웃도 다층 스위치와 더 많은 광 연결점을 요구하기 때문에, 이를 함께 반영한 장기 잠재 시장은 스케일업이 스케일아웃의 약 3배로 제시됐다.

CPO와 NPO는 광학 부품을 칩 가까이에 배치해 전기 신호 손실을 줄이는 기술이다. 루멘텀은 기술 블로그에서 NPO는 광학 부품을 ASIC과 같은 보드에 두고, CPO는 광학 엔진을 ASIC 패키지 안으로 통합한다고 설명했다.

AI 클러스터가 커질수록 칩 사이 데이터 이동량은 늘어난다. 지금까지는 GPU 연산 성능이 병목으로 주로 거론됐지만, 대규모 데이터센터에서는 서버와 랙을 잇는 네트워크의 전력 소모와 지연도 같은 무게로 다뤄지는 흐름이다.

본지는 앞서 엔비디아($NVDA)가 공동패키지광학 기술을 양산 단계에 진입시켰다는 소식을 전한 바 있다. 또 AI 데이터센터 확대로 광통신 부품 수요가 빠르게 늘고 있다는 분석도 보도했다.

중국 레이저 업체와 미국 공급망의 기술 격차도 보고서의 주요 쟁점이다. 로젠블랫은 중국 업체가 증설 능력은 갖췄지만 CPO와 NPO용 고급 레이저에서는 시장 선도 업체보다 약 두 세대 뒤처져 있다고 평가했다.

중국 설계 상한은 현재 약 70mW로 제시됐다. 150mW나 400mW급으로 올라가려면 단순 공정 개선보다 레이저 구조 변화가 필요하다는 분석도 함께 나왔다.

루멘텀은 고출력 펌프 레이저 증설과 6인치 웨이퍼 전환을 주요 과제로 제시했다. 보고서에는 루멘텀의 펌프 레이저 생산능력이 향후 12~18개월 동안 4배 확대될 수 있다는 내용이 담겼다.

광회로 스위치(OCS) 매출과 1.6T 송수신기 출하도 함께 언급됐다. 다만 이들 항목은 회사 목표와 로젠블랫 보고서상 전망으로 읽어야 한다.

코히런트는 수요보다 생산능력이 제한 요인이라는 입장을 냈다. 코히런트는 5월 6일 2026회계연도 3분기 실적 발표에서 데이터센터와 통신 사업의 강한 수요가 매출 성장과 수익성 개선을 이끌었다고 밝혔다.

로젠블랫 보고서에는 코히런트의 InP 생산능력이 지난 12개월 동안 두 배로 늘었고, 향후 12개월 동안 다시 두 배 확대될 수 있다는 내용이 담겼다. 6인치 InP 생산라인은 비용과 수율 측면에서 경쟁력으로 제시됐다.

어플라이드옵토일렉트로닉스는 미국 내 자동화 생산라인과 자체 InP 레이저 웨이퍼 생산을 차별점으로 내세웠다. 회사는 8월 6일 2026년 2분기 실적 발표에서 800G 제품 물량이 전분기보다 두 배 이상 늘었다고 밝혔다.

같은 발표에서 회사는 800G 송수신기와 1.6Tb 제품을 둘러싼 고객 관여가 강하다고 설명했다. 보고서에는 800G 출하 확대와 CPO·NPO 협력 논의가 함께 언급됐다.

이번 보고서는 크립토 시장의 직접 이슈는 아니다. 다만 AI 데이터센터와 반도체 인프라 투자가 커질수록 엔비디아 등 가속기 생태계의 병목이 연산 칩에서 광연결 부품으로 옮겨갈 수 있다는 점을 보여준다.

검증 출처: ABMedia, Rosenblatt, Lumentum, Applied Optoelectronics, Coherent