Semi Doped 진행자 둘, Austin Lyons(이하 진행자A)는 Chipstrat을 쓰고 Vik Sekar(이하 진행자V)는 Vik's Newsletter를 쓴다. 게스트 없이 둘이서 광 네트워킹 기술을 처음부터 훑은 회차다. 용어가 쉰 개 넘게 쌓이지만 꿰면 물음은 하나다. 구리가 물러난 자리에 무엇이 들어오고, 그것을 만들 수 있는 회사가 왜 이렇게 적은가.
구리가 물러나는 세 자리
진행자V는 회사보다 기술을 먼저 놓자고 했다. 바탕을 알면 회사 이야기가 훨씬 잘 붙는다는 것이었다. 그 순서 덕에 세 층이 갈라진다. ① 스케일어크로스는 데이터센터끼리 잇는다. ② 스케일아웃은 한 건물 안 여러 랙을 잇는다. ③ 스케일업은 한 랙 안의 GPU들을 잇는다.
같은 「구리의 한계」가 층마다 다른 얼굴로 나온다. 스케일아웃에서 문제는 거리다. 랙 줄 끝에서 끝까지가 수 미터에서 수십 미터, 길면 100미터쯤 되는데 구리로도 못 할 건 아니지만 손실을 되돌리는 특수 케이블이 필요하고, 진행자V가 보기에 그 선은 이미 넘었다. 스케일업에서 문제는 거리가 아니라 개수다. NVL72 랙 하나에서 GPU 일흔두 개를 서로 잇는 구리 케이블 뭉치는 젠슨 황이 사진마다 칼처럼 들고 다니는 스파인 판을 통과하는데, 리프 스위치끼리만 오가는 스케일아웃 배선과는 수가 비교되지 않는다.
그래서 스케일업을 광으로 바꾸면 레이저·검출기·드라이버 IC에 광섬유 유리를 만드는 코닝까지 한꺼번에 새 수요가 생긴다. 실적발표에서 나온 말이 그 온도를 그대로 보여준다. 루멘텀 사장은 "스케일업 기회는 이전에 없던 완전히 새로운 시장"이라고 했고, 코히런트 CEO는 "스케일업 CPO는 스케일아웃보다 자릿수가 다르게 크고, 우리에게는 전부 새로 더해지는 시장"이라고 했다(진행자A가 인용).
진행자V가 든 근거는 무게와 공간이다. 랙 하나가 3톤쯤 나가고(전력을 나누는 버스바에도 구리가 들어간다), NVLink 스파인은 DSP도 보정도 증폭도 없는 순수 수동 구리다. 왜 랙 안에서 능동형 전기 케이블을 쓰지 않느냐고 어떤 사람에게 물었더니 그런 부품을 넣을 공간 자체가 없다는 답을 들었다고 전했다. 대역폭당 비용으로 보면 처음부터 광으로 가는 편이 낫다는 것이 자기 이해라고 진행자V는 덧붙였다.
진행자A는 여기서 반대편을 댔다. 크레도는 3~7미터 구간에서 광 대신 능동형 전기 케이블로 일부를 대체하고 있다. 레이저가 까탈스럽고 광섬유에 정밀하게 정렬돼야 하는 신뢰성 문제 때문이다. 업계 통념은 "구리로 될 때는 구리, 꼭 필요할 때만 광학"인데 진행자V의 틀은 그 반대라는 점을 짚었다. 이 대목은 회차 안에서 결론이 나지 않는다. 속도가 오를수록 구리가 닿는 거리가 줄어든다는 방향만 둘이 함께 인정했다.
속도 전환의 셈은 단순하다. 1.6테라를 만들려면 100기가 레이저 열여섯 개를 쓸 수도 있지만 200기가 레이저 여덟 개가 낫고, 200기가는 100기가보다 훨씬 비싸게 팔린다. 여기서 쓰이는 것은 전부 외부 변조 레이저, 곧 빛을 내는 부분과 신호를 입히는 부분이 나뉜 레이저다.
세대가 갈아타지 않고 겹친다
중요한 건 시점이다. 800기가 수요는 아직 곡선의 오르는 구간이고, 1.6테라는 2026년 어느 시점 시작될 것이라고 진행자V가 어림했다. 두 세대가 순차 대체가 아니라 겹쳐서 함께 팔린다. 진행자A는 TSMC를 끌어왔다. 2나노를 올리는 중에도 5나노·3나노에서 여전히 큰돈을 벌고 있는 그림과 같다. 그러면 매출은 신세대 단가와 구세대 물량이 동시에 올라가는 구간을 지난다.
세대가 바뀌는 순간마다 먼저 도착한 업체가 한동안 앞선다는 것이 진행자A의 관찰이다. HBM3에서 HBM4로 넘어가는 경쟁, 파운드리가 다음 노드에 먼저 닿는 경쟁과 같은 꼴이고, 엔비디아와 검증을 먼저 끝낸 HBM 공급사가 갖는 이점도 같다. 장거리 쪽에서는 400ZR에서 800ZR로 가는 전환이 이것과 별개로 따로 진행된다.
그 장거리 구간에 들어가는 것이 콤 레이저다. 파장 대비 스펙트럼을 그리면 촘촘히 늘어선 모양이 빗살의 이빨처럼 보여 붙은 이름이고, 이빨 하나하나가 신호를 하나씩 실어 96개, 많으면 100개가 넘는 신호를 한 광섬유로 동시에 보낸다. 정식 명칭은 DWDM(조밀 파장분할 다중화)이고 새 기술은 아니다. 대륙 간 통화를 실어나르는 해저 케이블과 도시 안 통신망에 쓰던 것이 데이터센터끼리 잇는 자리로 옮겨왔다. 진행자A는 전력을 확보하기 어려워 테네시·미시시피처럼 다른 주에 100마일쯤 떨어져 놓여도 한 건물처럼 통신해야 하는 상황을 가상의 예로 들었다.
스케일아웃에서 전력이 새는 자리는 트랜시버다. 랙 뒤에 꽂는 플러그형 부품인데, 스위치 칩은 랙 가운데 있어서 몇 센티미터의 구리 배선을 지나는 동안 신호가 망가진다. 그걸 되살리는 DSP 칩 하나가 커넥터당 20와트쯤을 먹는다. 그래서 변환을 스위치 칩 옆, 이상적으로는 바로 위에 두자는 것이 공동패키지 광학(CPO)의 발상이다. 기가와트급 데이터센터에서는 아낀 전력이 그대로 연산으로 돌아간다고 두 진행자가 의견을 모았다.
그런데 레이저는 뜨거운 곳에 못 둔다. 레이저는 전자가 가전자대에서 전도대로 옮겨가며 빛을 내는 반도체 밴드갭 원리로 작동해서, 온도가 바뀌면 그 에너지 차이가 바뀌고 나오는 빛의 파장까지 바뀐다. 게다가 뜨겁게 돌리면 수명이 100배 정도 줄어든다. 수백 와트를 태우는 스위치 칩 옆에 레이저를 붙이지 말라는 반대론의 근거가 이것이었다.
레이저를 모듈에서 떼어 놓는다
업계가 낸 답은 떼어 놓는 것이다. 레이저를 광학 엔진에서 멀리, 랙이 연결되는 자리쯤에 두고 편광유지 광섬유로 빛만 끌어온다. 이 모듈을 외부 레이저 소스(ELS)라 부른다. 그렇게 들어오는 빛에는 데이터가 없다. 진행자V의 표현으로 "말 그대로 그냥 켜져 있는 손전등"이고, 그 빛으로 무엇을 할지는 받는 쪽에 달렸다. 플러그형에서는 모듈 안 변조기가 빛을 켰다 껐다 해 0과 1을 만들지만, 이 구조에서는 변조가 칩 위로 옮겨간다.
이 이동이 부품 명세를 바꿔 놓는다. CPO용 광원은 400밀리와트급 초고출력 연속파 레이저여야 한다. 고출력 레이저에 모듈 조립까지 붙인 것이 루멘텀의 특기이고, 코히런트도 고출력 레이저를 만들지만 이 시장에서는 아직 뒤쫓는 처지라고 진행자V가 봤다. 신뢰성 통념에는 유보가 붙는다. 메타가 2025년 오픈컴퓨트프로젝트에서 낸 연구에서 신뢰성이 실제로는 괜찮았다고 나왔다며, 진행자V는 "~인 것 같다"는 투로 전하고 예전 통념이 사실과 다를 수 있다고 했다.
수급 불균형은 숫자로 드러난다. 루멘텀 CEO는 "우리는 고객 수요 대비 약 30% 정도 덜 공급하고 있다"고 했고, 생산능력을 20% 늘렸는데도 불균형이 오히려 커졌다고 덧붙였다(진행자A가 인용). 루멘텀 매출은 6억6500만 달러로 전년보다 65% 늘었고 다음 분기 가이던스는 8억500만 달러다. 타워세미컨덕터는 실리콘 포토닉스 생산능력에 10억 달러 가까이를 넣는 중인데 그중 70% 넘는 분량은 이미 예약이 걸려 있다.
웨이퍼 지름이 만든 병목
원인은 소재다. 이런 레이저는 대부분 인듐인화물 웨이퍼 위에서 만들어지고, 그 웨이퍼가 3인치다. 실리콘은 12인치니 지름이 4배, 한 장에서 뽑는 칩은 최대 16배 차이가 난다. 장비와 소재가 실리콘과 완전히 달라 다루는 업체가 적고, 산업은 과거에 필요했던 만큼만 생산능력을 갖춰 왔다. 새 팹을 세워도 가동과 품질인증까지 6~9개월이 걸리고, 전 세계 인듐인화물 웨이퍼 투입량은 월 수천 장에서 1만 장쯤이라는 것이 진행자V의 어림인데 실리콘은 월 수백만 장이다.
여기에 이 업계만의 탈출로가 하나 있다. 진행자A가 짚었듯 실리콘 로직은 웨이퍼 지름이 이미 최대치라 키워서 생산능력을 두 배로 만들 길이 없지만, 화합물 반도체는 12~36개월 걸리는 새 팹 없이 웨이퍼만 키워도 늘어난다. 코히런트가 준비하는 6인치 팹이 그 길이다. 지름이 1.5배면 면적은 2.25배가 되고 한 장 만드는 비용은 얼추 절반 수준일 것이라고 진행자V가 셈했다.
다만 수율이 안 나온다는 말이 돈다. 진행자V는 그 이유를 여러 사람에게 물었지만 납득하지 못했다. 인터뷰했던 교수(전사 표기가 흔들려 이름을 특정하기 어렵다)는 오히려 큰 웨이퍼가 더 평평해서 쉽고, 실리콘도 12인치 전에 8인치·6인치를 거친 만큼 남은 장비도 많다고 답했다고 한다. 진행자V의 말은 이렇게 남는다. "코히런트가 겪는다는 그 수율 문제가 왜 있는 건지, 저는 사실 한 번도 이해한 적이 없어요". 그러면서도 웨이퍼만 확보되면 시장에 레이저를 쏟아낼 잠재력이 있다며 "완전히 배제하지는 않는다"고 했다.
변환을 생략하면 무엇이 달라지나
광회로 스위치(OCS)는 초소형 반사경을 방향만 바꿔 빛을 그대로 튕겨 보낸다. 진행자A가 청취자를 위해 정리한 대조가 명확하다. 일반 패킷 스위치는 들어온 빛을 전기로 바꿔 패킷을 읽고 어디로 보낼지 판단한 뒤 다시 빛으로 바꾸는데, OCS는 그 변환을 아예 건너뛴다. 전력이 덜 드는 까닭이 여기 있다.
왜 지금 맞아떨어지는지는 워크로드 성격에 있다. 매번 판단하는 방식은 구성이 계속 바뀔 때만 쓸모가 있는데, 훈련 작업에서는 GPU를 어떻게 이을지 미리 정해지고 자주 바뀌지 않는다. 반사경을 움직이는 데 시간이 걸리니 안 움직이는 편이 오히려 낫다. 설정해 두고 잊어버리는 방식이다.
몇 년 전만 해도 시장이랄 게 없었고, 구글이 초기 TPU 팟에 사내 제품을 쓴 것이 가장 이른 사례다. 지난해 시장이 폭발적으로 커져 루멘텀의 수주잔고만 4억 달러에 달하는데, 진행자V는 구글이 사내 개발에서 외부 공급사로 옮겨간 것 자체를 큰 신호로 읽었다. TPU 생태계 밖의 다른 하이퍼스케일러들도 검토 중이고, 한 시장조사기관(전사 표기는 "signal AI")이 올해 전망치를 세 배가량 올렸다. 코히런트도 OCS 제품이 있지만 초소형 반사경이 아니라 액정 방식이다.
빈칸이 셋이다. ① 지연시간 대책이 없다. 데이터센터를 가로지르는 GPU 간 동기화가 광섬유 속 빛의 속도보다 빨라질 수 없다는 한계를 진행자V가 짚고, 시스템 차원에서 보완책이 들어갈 것이라고만 했다. 관련 내용을 읽은 적은 있지만 지금 정확히 설명은 못 하겠다고 스스로 유보했다. ② 화합물 반도체 전용 증착·식각 장비 업체 이름이 없다. 진행자V가 이름을 잘못 말할 수 있다며 의도적으로 거론을 피했고, 여기서 말하는 어떤 것도 투자 조언이 아니라고 못 박았다. ③ 회사별 비교가 미뤄졌다. 기술을 먼저 다루기로 한 합의대로 회사 이야기는 다음 회차로 넘어갔다.
판단이 바뀔 자리도 셋이다. ① 코히런트의 6인치 수율이 풀리면 5절의 공급 부족 그림이 달라진다. 진행자V 자신이 그 이유를 이해하지 못한다고 인정한 대목이라 근거가 아직 비어 있다. ② 크레도 식 능동형 전기 케이블이 3~7미터보다 더 긴 구간을 가져가면 2절의 반론이 통념 쪽으로 기운다. ③ TPU 밖 하이퍼스케일러가 실제 발주로 움직이면 6절의 OCS가 검토 단계에서 내려온다. 지금 근거는 한 기관의 전망치 상향과 검토 중이라는 전언뿐이다.
두 진행자 스스로 이번 회차가 기술적으로 너무 빠르게 깊어져 따라가기 어려웠을 수 있다고 했고, 2026년이 이 업계에 큰 해가 될 것이라는 전망으로 마쳤다. 스케일업이라는 층 하나가 통째로 새로 생겼다는 것, 그리고 그 층을 채울 레이저의 웨이퍼가 손바닥만 하다는 것. 이 회차가 남기는 것은 그 두 사실의 간격이다.