TSMC 뛰어든 실리콘포토닉스…삼성 수주전 정조준

[이데일리 김소연 기자] 인공지능(AI) 데이터 병목 현상을 해결하는 핵심 기술인 실리콘포토닉스가 주목 받고 있다. 세계 1위 파운드리 기업 TSMC가 관련 사업에 본격 드라이브를 걸면서, 삼성전자 파운드리와 수주 경쟁에 본격 진입하는 양상이다. 두 기업은 실리콘포토닉스 기술 로드맵을 구체화하며 시장 확대를 정조준하고 있다.

4일 업계에 따르면 삼성전자는 실리콘포토닉스와 관련해 다수의 글로벌 대형 고객과 사업화 논의를 하고 있다. 특히 올해 하반기부터 광통신 모듈 대형 업체와 손 잡고 양산을 시작할 예정이다.

삼성전자는 지난달 30일 컨퍼런스콜에서 삼성전자는 “실리콘 포토닉스 소자 및 공동패키징형광학(CPO) 기술 개발을 진행 중”이라면서 “다수 글로벌 대형 고객과 사업화 논의를 진행 중”이라고 했다. 이어 “광통신 모듈 대형업체와 올해 하반기부터 과제 양산을 시작할 계획”이라고 했다.

삼성전자 실리콘 포토닉스 로드맵. (사진=삼성전자)

실리콘포토닉스는 실리콘 웨이퍼 위에 광도파로를 만들어 전자 대신 빛으로 데이터를 전송, 처리하는 기술이다. AI 연산량이 급증하면서 칩과 칩, 서버와 서버 간의 데이터 전송 속도가 연산 속도를 따라가지 못하는 ‘병목 현상’이 심화하고 있다. 이를 전기보다 빠른 ‘빛’으로 해결하려는 실리콘 포토닉스는 현재 병목 현상을 해결할 가장 유력한 대안이다. 실리콘포토닉스는 폭발적으로 늘어나는 GPU간 데이터 전송량에서 소요되는 전력과 비용 문제를 해결해주는 역할을 하게 된다.

AI 데이터센터 산업에서 공급망 협력이 확대됨에 따라 데이터센터 광전환은 가속하고 있다. 실제 TSMC는 ‘COUPE(Compact Universal Photonic Engine)’라는 독자적인 실리콘 포토닉스 플랫폼을 구축했다. 올해 양산을 목표로 대규모 투자를 진행 중이다. TSMC는 CoWoS(칩 온 웨이퍼 온 서브스트레이트)에 이은 차세대 성장 축으로 실리콘포토닉스를 주목한다. 엔비디아는 TSCM의 실리콘 포토닉스 전용 플랫폼인 COUPE 기술을 적극 채택하고 있다.

삼성전자는 실리콘 포토닉스 기술 확보와 고객사 수주에 사활을 걸고 있다. 삼성전자는 AI 칩 시장에서 실리콘포토닉스가 ‘판을 뒤집을 승부수’로 보고 있다. 단순히 실리콘포토닉스에 대해 연구 단계를 지나 실제 제품 양산 체제로 전환되는 움직임을 보이고 있는 셈이다. 특히 삼성전자는 TSMC, 글로벌파운드리(GF) 등과 수주 경쟁에서 메모리(고대역폭메모리(HBM))과 파운드리, 패키징 턴키 솔루션이 가능하다는 점 강조하고 있다.

노근창 현대차증권 리서치센터장은 “글로벌파운드리(GF) 등이 선점하고 있는 실리콘포토닉스 파운드리 수주를 확보했는데, 이 부문의 경험이 종합 반도체 회사로서 위상을 더욱 높일 것으로 예상된다”고 설명했다.