포토닉스와 CPO 공급망 한눈에 보기: 반도체 다음 격전지의 90개 기업 지도

왜 지금 '광반도체 지도'가 필요한가

요즘 AI 인프라 이야기 나오면 빠지지 않는 키워드가 하나 있어요. 바로 CPO(Co-Packaged Optics), 우리말로 풀면 '광학 부품을 칩과 같은 패키지에 직접 묶어 넣는 기술'이에요. 엔비디아 GPU 수만 장을 묶어 학습을 돌리려다 보니, 칩 사이를 잇는 전기 신호선이 한계에 부딪힌 거거든요. 전기로 데이터를 주고받으면 거리가 멀어질수록 전력은 폭발적으로 늘고, 속도는 못 따라가요. 그래서 "칩 바로 옆에 광 송수신기를 붙여서 빛으로 데이터를 보내자"는 발상이 나온 거고, 이게 CPO예요.

한 연구자가 이 CPO와 실리콘 포토닉스 생태계에 속한 90여 개 기업을 한눈에 볼 수 있는 인터랙티브 맵을 공개했어요. 단순한 회사 리스트가 아니라, 각 회사가 공급망 어느 단계에 위치해 있는지를 시각화한 도구예요. 광원(레이저)을 만드는 곳, 변조기를 만드는 곳, 패키징을 담당하는 곳, 최종 시스템 통합을 하는 곳까지 층층이 정리돼 있어요.

공급망이 왜 복잡한가

광반도체는 일반 반도체보다 공급망이 훨씬 잘게 쪼개져 있어요. 실리콘 포토닉스 웨이퍼를 찍는 파운드리(GlobalFoundries, TSMC, Tower 등), 그 위에 올라가는 III-V족 화합물 반도체 레이저를 만드는 회사(코히어런트, 루멘텀 같은 곳), 광섬유를 칩에 정렬해서 붙이는 정밀 패키징 회사, 그리고 이걸 묶어 트랜시버나 스위치 보드로 만들어 파는 회사가 모두 다르거든요. "한 회사가 다 한다"가 거의 불가능한 영역이에요.

맵을 보면 재밌는 점이 보여요. 광원 단계는 미국·유럽 기업이, 패키징·조립은 아시아 기업이 강세라는 전통적인 반도체 공급망 구조가 여기에도 그대로 반영돼 있어요. 동시에 Ayar Labs, Lightmatter, Celestial AI 같은 스타트업이 "CPU/GPU 옆에 광 I/O 칩렛을 붙이자"라는 새 카테고리를 만들면서 빅테크의 투자를 쓸어가고 있고요. 엔비디아, 인텔, 브로드컴은 자체 로드맵을 발표하면서 이쪽으로 무게중심을 옮기는 중이에요.

이런 지도가 실무에서 유용한 이유

이 도구의 핵심 가치는 "빈칸 찾기"에 있어요. 예를 들어 어떤 단계에 회사가 두세 곳뿐이라면, 그건 병목 지점이라는 뜻이거든요. 투자자에게는 기회 영역이고, 시스템 설계자에게는 리스크 포인트예요. 반대로 한 단계에 수십 개 회사가 몰려 있다면 경쟁이 치열하고 가격이 빠르게 떨어질 영역이라는 신호고요. 실제로 광 트랜시버 800G/1.6T 시장은 지난 2년간 이 패턴을 그대로 따라갔어요.

한국 개발자·엔지니어에게는

한국은 메모리·파운드리는 강하지만 실리콘 포토닉스 생태계에서는 아직 비중이 크지 않아요. 다만 SK하이닉스의 HBM 다음 세대 고민, 삼성 파운드리의 광 I/O 통합 시도, 그리고 KAIST·ETRI 쪽 연구들이 이 지도와 직접 맞닿아 있어요. AI 인프라 쪽 백엔드 엔지니어라면 "내가 다루는 GPU 클러스터의 네트워크 병목이 결국 이 광반도체 기술로 풀린다"는 큰 그림을 알아두면, 향후 데이터센터 아키텍처 변화에 대한 감이 훨씬 빨라져요. 코드 한 줄 바꾸지 않아도 시스템 성능을 좌우할 변수가 어디 있는지 짚어주거든요.