155조원 빅딜에 AI 반도체 '지각변동'.. 삼성, 광반도체 공략

◆ 156조원 빅딜에 美·中 광반도체 투자 확대…AI 데이터 병목 해소 경쟁

6일 반도체업계에 따르면 광통신이 AI 반도체의 새로운 경쟁 분야로 부상하면서 글로벌 기업들도 핵심 기술 확보에 대규모 투자를 단행하고 있다. 반도체 설계부터 광학 부품까지 기술을 통합하려는 움직임이 본격화하면서 관련 반도체를 위탁생산하는 파운드리 업체들의 사업 기회도 확대될 전망이다.

대표적인 사례가 미국 마벨과 루멘텀의 결합이다. 마벨은 지난 2일 광학 부품 기업 루멘텀을 기업가치 1150억 달러(약 155조원)에 인수하는 계약을 발표했다. 마벨의 디지털신호처리기(DSP) 등 반도체 기술과 루멘텀의 레이저 광원 기술을 결합해 브로드컴이 주도하는 광통신 시장에 도전한다는 구상이다.

시장조사업체 트렌드포스는 양사 결합 시 유선통신 반도체 시장점유율이 약 7%로 높아져 엔비디아와 브로드컴에 이어 3위에 오를 것으로 전망했다. 중국 화웨이도 인듐인(InP) 소재와 레이저 칩 업체에 투자하고 있으며 알리바바와 텐센트는 실리콘 포토닉스와 광스위칭 기술 확보에 나섰다.

이처럼 글로벌 기업들이 광통신에 주목하는 이유는 AI 데이터센터의 데이터 전송 병목 때문이다. 수많은 그래픽처리장치(GPU)가 동시에 연산하는 과정에서 칩과 서버 사이의 데이터 전송 속도가 뒤처지면 전체 시스템의 성능이 제한된다. 기존 구리 배선은 전송 속도와 거리가 늘어날수록 신호 손실과 전력 소모가 커져 이를 해결할 새로운 기술이 필요해졌다.

대안으로 떠오른 것이 실리콘 포토닉스다. 실리콘 반도체에 빛을 이용한 데이터 전송 기술을 결합한 것으로, 기존 전기 신호 대신 광신호로 대용량 데이터를 빠르게 전달하는 기술이다. AI 데이터센터의 통신 속도를 높이면서 전력 소모를 줄일 수 있어 차세대 핵심 기술로 주목받고 있다.

◆ 삼성, 광통신 업체 수주…빛 반도체 생산 확대

삼성전자도 광통신 반도체 시장에 진출해 이미 고객사 수주를 확보했다. 삼성전자 파운드리는 지난 4월 1분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 글로벌 주요 광통신 모듈 업체의 전략적 프로젝트를 수주했다고 밝혔다.

강석채 삼성전자 파운드리사업부 부사장은 당시 "실리콘 포토닉스 사업의 기반을 구축하는 중요한 성과를 거뒀다"고 설명했다. 강 부사장은 이어 "실리콘 포토닉스 부품뿐 아니라 첨단 공정과 3차원 패키징을 기반으로 공동광학패키징(CPO) 기술도 개발하고 있다"며 "여러 글로벌 대형 고객사와 상용화 프로젝트를 논의하고 있으며 올해 하반기부터 주요 광통신 모듈 업체를 대상으로 양산을 시작할 예정"이라고 밝혔다.

삼성전자가 공략하는 대표 제품은 광집적회로(PIC)다. 빛이 이동하는 통로인 광도파로와 광신호를 제어하는 변조기·검출기 등을 하나의 실리콘 칩에 집적한 반도체다. 삼성전자는 지난 3월 미국 광섬유통신 콘퍼런스(OFC)에서 12인치 웨이퍼 기반 PIC 생산 기술과 사업 로드맵을 공개했다.

◆ 광엔진·첨단 패키징까지 확대…TSMC와 경쟁

삼성전자는 PIC를 시작으로 이를 전자집적회로(EIC)와 결합한 광엔진, 광엔진과 네트워크 반도체를 하나로 묶는 CPO까지 사업을 확대할 계획이다. 메모리와 파운드리, 첨단 패키징 기술을 함께 보유한 점을 활용해 차세대 AI 반도체 시장에서 고객 기반을 넓힌다는 전략이다.

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155조원 빅딜에 AI 반도체 '지각변동'…삼성, 광반도체 공략