전기 신호의 퇴장, 인텔·TSMC '빛의 동맹'이 설계한 한국 반도체 고립 시나리오

반도체 칩 내부와 칩 사이를 잇는 통로인 구리 배선이 이제는 성장의 발목을 잡는 주범이 되었다. 미세 공정이 진전될수록 구리선의 저항으로 인한 발열과 신호 손실이 기하급수적으로 늘어나고 있기 때문이다. 엔비디아의 차세대 GPU 조차 전력 소모 문제로 골머리를 앓는 상황에서 인텔과 TSMC를 주축으로 한 글로벌 컨소시엄은 마침내 구리를 대신할 빛의 도입을 공식화했다.
미국의 기술 전문 싱크탱크인 정보기술혁신재단(ITIF)이 3월 27일 전한 바에 따르면 인텔과 TSMC가 주도하는 UCIe 컨소시엄은 광통신 기반 칩렛 연결인 실리콘 포토닉스를 2026년 하반기 표준으로 확정하고 본격적인 양산 체제에 돌입하기로 했다. 이 기술을 적용하면 기존 구리 배선 대비 데이터 전송 속도를 10배 이상 높이면서도 전력 소모는 10분의 1 수준으로 줄일 수 있다. HBM 이후 차세대 메모리 연결 방식에서도 이 기술은 필수적인 요소로 꼽히며 전체 컴퓨팅 아키텍처를 근본적으로 바꿀 준비를 마쳤다.


전통적인 경쟁 관계였던 인텔과 TSMC가 칩렛 광통신 표준화를 위해 손을 잡은 것은 이례적인 일이다. 이는 엔비디아가 주도하는 가속기 시장의 독주를 견제하고 자신들이 설계한 새로운 연결 표준을 통해 시장의 주도권을 쥐겠다는 전략적 포석이다. 한국의 삼성전자 역시 이 표준에 참여하고 있으나 초기 기술 주도권 싸움에서 밀릴 경우 차세대 공정 수주에서 고전할 위험이 크다.

반도체 칩에서 발생하는 열의 상당 부분은 배선 과정에서의 저항에서 발생한다. 광통신 도입은 발열의 근본 원인을 제거함으로써 데이터센터 운영 비용의 핵심인 냉각 비용을 획기적으로 줄여줄 것으로 기대된다. 이는 구글이나 아마존 같은 빅테크 기업들이 자체 칩 설계 시 광통신 도입을 적극적으로 검토하는 가장 큰 이유이며 향후 서버 시장의 표준 사양으로 정착될 전망이다.


빛으로 신호를 주고받기 위해서는 기존의 반도체 공정과는 다른 광학 소자 제조 기술과 이를 정밀하게 결합하는 어드밴스드 패키징 능력이 필요하다. 한국은 메모리 제조에는 강점이 있으나 광학 기반 시스템 반도체 설계와 패키징 분야에서는 아직 갈 길이 멀다. 학계와 산업계가 협력하여 실리콘 포토닉스 관련 원천 특허를 확보하고 국내 패키징 생태계를 고도화하는 노력이 절실하다.


이교관 글로벌이코노믹 기자 haedang@g-enews.com