1.6T 트랜시버: 시장 동향, 동인 및 미래 기회

AI 및 machine learning 모델이 계속 성장함에 따라 데이터 센터에서 고속 연결에 대한 필요성이 증가하고 있습니다. NVIDIA GB200 NVL72를 예로 들어 보겠습니다. 단일 GPU의 처리량은 초당 거의 8000억 비트에 달해 네트워크에 훨씬 더 큰 부담을 줍니다.

활동이 매우 많아지면서 기존 네트워크 구조는 대규모 데이터 상호작용을 안정적으로 처리하지 못하는 경우가 많습니다. 대역폭이 컴퓨팅 성능의 성장 속도를 따라가지 못하면 병목 현상이 발생하여 효율성이 저하될 수 있습니다. 네트워크 대역폭도 늘려야 합니다. 이를 통해 1.6T와 같은 더 빠른 연결 솔루션을 더 쉽게 사용할 수 있습니다.

1.6T 개발의 추진 요인

대규모 모델과 하이퍼스케일 데이터 센터의 지속적인 확장으로 1.6T 관련 제품은 상당한 성장 기회를 맞고 있습니다. 그중 1.6T 광 모듈은 차세대 컴퓨팅 인프라의 핵심 구성 요소로 점차 자리 잡고 있습니다. 그 발전은 단일 요인에 의해 주도되는 것이 아니라 여러 요인의 조합에 의해 이루어집니다.

AI 컴퓨팅 성능 수요 증가

대규모 학습 및 추론 시나리오는 컴퓨팅 성능의 기준을 지속적으로 높이고 있으며, 이에 따라 네트워크 대역폭에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 차세대 AI 서버를 예로 들면, 단일 시스템에서 고속 광 인터커넥트에 대한 수요가 높은 수준에 도달했습니다. 예를 들어, 극한 구성의 NVIDIA GB200 서버에는 수십 개의 1.6T 광 모듈이 필요할 수 있습니다. 이러한 배포 규모는 산업 체인을 직접적으로 견인합니다.

데이터 센터 아키텍처의 지속적인 업그레이드

클라우드 공급업체들은 AI 데이터 센터에 대한 투자를 계속 늘리고 있으며, 이로 인해 전체 네트워크 아키텍처가 더 많은 대역폭을 사용하게 되고 있습니다. 기술이 발전함에 따라, 1.6T 광 모듈 특히 대규모 AI 클러스터와 네트워크 업그레이드에서 필수 구성 요소가 되고 있습니다.

시장이 가속 성장 단계에 진입하고 있습니다

시장 관점에서 보면, 데이터 통신 광 모듈의 전체 규모는 성장 단계에 진입했습니다. 전 세계 시장 규모는 지난 몇 년 동안 계속 확대되어 왔으며, 향후 몇 년 동안 높은 성장률을 유지할 것으로 예상됩니다. 특히 1.6T 부문에서는 수요도 빠르게 증가하고 있으며, 단기적으로 수백만 개에 이를 것으로 예상되고 시장 가치도 함께 성장할 것으로 보입니다. 일부 예측 모델에서는 이 규모가 더욱 확대될 수도 있어 강력한 성장 잠재력을 보여줍니다.

1.6T 기술 개요

AI, 머신 러닝 및 고성능 컴퓨팅은 대역폭 및 지연 시간 요구 사항의 한계를 지속적으로 끌어올리고 있습니다. 그 결과, 1.6T 상호 연결은 "선택적 업그레이드"에서 명확한 진화 방향으로 발전했습니다. 그러나 대역폭을 두 배로 늘리는 것은 에너지 소비와 열 방출, 그리고 장치 통합에도 새로운 부담을 줍니다.

속도 및 변조 방식

기본 매개변수 관점에서 1.6T는 총 대역폭 1600Gbps에 해당합니다. 현재 주류 구현 방식은 채널당 200G를 중심으로 하며, 8개의 병렬 경로를 사용해 전체 대역폭 결합(8×200G)을 달성합니다. 이는 또한 200G/lane이 현 단계에서 핵심 기술 노드가 되고 있음을 의미합니다.

패키징 폼 팩터

모듈 폼 팩터는 크게 다릅니다. OSFP-XD의 더 큰 크기는 방열 및 구조 설계에서 더 많은 여유를 제공하여 더 복잡한 DSP와 광 엔진을 수용할 수 있게 합니다. 현재 주류 위치를 차지하고 있으며 1.6T로 인해 발생하는 높은 전력 소비 문제를 해결하기 위한 최적의 솔루션입니다.

이에 비해 QSFP-DD는 이 속도에서 어려움을 겪습니다. 크기의 제약으로 전력 소비와 방열 측면에서 여유가 작으며, 현재는 주로 몇 가지 단거리 시나리오에서만 검토되고 있어 전반적인 적용 전망은 다소 불확실합니다.

광학 기술 로드맵의 진화

중거리 및 장거리 전송 시나리오에서는 단일 모드 솔루션이 여전히 주류이며, 핵심 기술은 주로 EML과 실리콘 포토닉스 (SiPh). EML은 더 성숙한 솔루션으로서 안정성 측면에서 장점이 있는 반면, 실리콘 포토닉스는 통합, 전력 소비 및 잠재적 비용 제어 측면에서 더 큰 잠재력을 제공하여 주요 제조업체들의 핵심 투자 분야가 되고 있습니다.

한편, 기술도 개선되고 있습니다. 이러한 기술 중 일부는 다음과 같습니다 LPO (Linear Direct-Drive Optical Module) 및 CPO (Co-Packaged Optics). LPO는 이미 이론에서 실제 적용으로 이동하기 시작한 반면, CPO는 아직 초기 단계에 있으며 향후 몇 년 안에 점진적으로 파일럿 프로그램에 진입할 것으로 예상됩니다. 이러한 기술이 1.6T 시대의 전력 소비와 대역폭 사이의 중요한 균형을 해결하기 위해 설계되었다는 것은 분명합니다.

1.6T 광 모듈의 개요 및 산업별 분포

1.6T의 속도, 패키징 형태, 핵심 광학 기술을 명확히 살펴본 다음, 다음으로 더 실용적인 질문은 이러한 기술을 구체적인 제품 형태로 어떻게 전환할 것인가입니다. 기술 조합과 설계 중점의 차이로 인해 다양한 유형의 1.6T 광 모듈이 등장했으며, 각각 전력 소비, 방열, 전송 거리, 비용 측면에서 절충을 합니다. 이러한 제품 형태를 이해하면 1.6T 기술의 현재 발전 방향을 더 직관적으로 파악하는 데 도움이 됩니다.

광 모듈 제품 형태 및 제조업체 레이아웃

시장 분포 관점에서 보면, 다양한 유형의 1.6T 광 모듈은 서로 다른 애플리케이션 시나리오에 대응하는 경우가 많습니다. 예를 들어, 단거리 고대역폭 인터커넥트용 솔루션은 포트 밀도와 속도를 강조하는 반면, 중장거리 시나리오에서는 전력 소비와 전송 안정성에 더 중점을 둡니다. 주류 제조업체들은 각자의 기술 축적과 시장 포지셔닝을 바탕으로 제품 기획에서 차별화된 배치를 보이며, 고밀도 단거리 인터커넥트부터 저전력 싱글모드 솔루션에 이르기까지 다양한 제품을 병행 개발하고 있습니다.

이 분포는 제조업체들의 기술 경로 선택을 명확히 보여줍니다. 또한 1.6T 시장이 여전히 변화하고 있으며, 다양한 솔루션이 아직 테스트되고 있음을 보여줍니다.

케이블 솔루션의 보완적 역할

1.6T 시스템에서 케이블은 광 모듈 자체만큼이나 중요합니다. 고속 광섬유 또는 구리 케이블의 설계는 시스템 대역폭, 링크 지연 시간 및 전체 전력 소비에 직접적인 영향을 미칩니다. 일부 제조업체가 광 모듈을 보완하고 다양한 시나리오에 보다 완전한 상호 연결 솔루션을 제공하기 위해 1.6T 관련 케이블 제품을 개발하고 있다는 것은 분명합니다.

업스트림 광 칩의 핵심 지원

광 칩 기술은 업스트림 전반의 성능에서 기본적인 역할을 합니다. 1.6T 단계에서는 고속 변조기, 실리콘 포토닉스 솔루션 및 EML 레이저가 모듈의 대역폭, 전력 소비량 및 전송 거리에 직접적인 영향을 미칩니다. 주요 광 칩 제조업체들은 이러한 핵심 구성 요소를 중심으로 더 높은 사양의 상호 연결 요구 사항을 지원하기 위해 다양한 애플리케이션 시나리오에 맞는 솔루션을 출시하고 있습니다.

칩에서 모듈로, 그리고 시스템 수준의 전반적인 조율에 이르기까지 비교적 완전한 산업 체인 구조가 점진적으로 형성되었으며, 이는 AI 및 고성능 컴퓨팅 시나리오에서 1.6T 기술의 지속적인 침투를 반영합니다.

1.6T 수요의 핵심 고객 그룹

현재 1.6T 컴퓨팅 성능 개발의 추진력은 주로 AI 데이터 센터로 대표되는 컴퓨팅 성능 수요자에 집중되어 있으며, 슈퍼컴퓨팅 시스템은 대역폭 밀도와 지연 시간 성능을 우선시합니다.

대형 클라우드 공급업체와 AI 플랫폼으로 대표되는 컴퓨팅 성능 수요자들은 네트워크 상호 연결에 대한 요구 사항을 지속적으로 높이고 있습니다. OpenAI, Microsoft, Google, Meta, Amazon과 같은 기업은 물론 Alibaba, Tencent, ByteDance와 같은 국내 업체들도 AI 인프라 구축에 대한 투자를 계속 늘리고 있습니다.

예를 들어, Meta가 공개적으로 밝힌 계획에 따르면 차세대 AI 데이터 센터는 랙 수준의 클러스터형 설계를 채택할 예정이며, 이는 고속 상호 연결에 대한 의존도를 크게 높일 것입니다. 예를 들어, Microsoft와 OpenAI는 차세대 대형 모델 훈련을 위한 초대규모 컴퓨팅 플랫폼 구축을 추진하고 있으며, 이는 네트워크 측면에서 더 높은 사양의 상호 연결 기능 도입으로 거의 필연적으로 이어질 것입니다. Google의 TPU 클러스터와 AWS의 자체 개발 칩에 대응하는 인스턴스 시스템 역시 대역폭 수요를 지속적으로 끌어올리고 있습니다. 이러한 시나리오는 본질적으로 1.6T를 위한 실제 애플리케이션 공간을 제공합니다.

전반적으로 이러한 고객들은 높은 대역폭과 낮은 지연 시간에 대한 매우 직접적인 요구를 가지고 있으며, 이는 광 모듈, 케이블 및 관련 칩 업그레이드에 대한 압박으로 가장 쉽게 이어집니다.

미래 동향과 현재 과제

기술 진화 방향

더 높은 속도는 여전히 분명한 주요 주제입니다. 1.6T가 점진적으로 구현되고 있는 가운데, 3.2T와 같은 더 높은 사양은 R&D 단계에 진입했습니다. 전반적인 속도는 둔화되지 않았으며, 계속 증가하는 데이터 전송 수요를 충족하기 위해 오히려 계속 발전하고 있습니다.

비용 측면에서도 압박은 분명합니다. 구리 케이블 솔루션은 단거리에서는 항상 더 저렴했습니다. 이로 인해 광 모듈 제조업체들은 성능뿐만 아니라 비용 관리에도 더 집중해야 했습니다. 가장 중요한 것은 "성능에 큰 영향을 주지 않으면서 비용을 절감하는 것"입니다. 여기에는 공정을 더 효율적으로 만들고, 공급망을 관리하며, 최적의 기술 경로를 선택하는 것 등이 포함됩니다.

적용 범위도 점차 확대되고 있습니다. 기존 데이터 센터 및 AI 시나리오 외에도 광 모듈은 자동차 통신, 5G 및 일부 더 틈새적인 융합 분야에 진입하기 시작했습니다. 제품 형태는 더욱 다양해지고 있으며, 일부 더 통합된 솔루션도 점차 등장하고 있습니다.

산업 영향 및 개발 속도

기술 경로가 더욱 명확해지고 공급망 협력이 가속화됨에 따라, 1.6T는 단순한 대역폭 업그레이드 노드에 그치지 않고 업계 판도를 조용히 변화시키고 있습니다. 기술 축적과 대량 생산 역량을 갖춘 제조업체는 격차를 더 벌릴 가능성이 높으며, 시장 집중도는 더욱 높아질 수 있습니다. 동시에 상위 부품 및 칩도 이에 의해 견인될 것입니다. 1.6T의 발전은 핵심 광학 부품에 더 높은 요구 사항을 제시하며, 이는 관련 기술의 혁신을 촉진합니다. 이러한 변화는 이후 데이터 센터 구축 속도와 AI 애플리케이션 구현과 같은 시스템 측면에 다시 영향을 미칠 것입니다.

현재 1.6T는 아직 전환 단계에 있으며, 소수의 사람들이 채택하던 단계에서 많은 사람들이 사용하는 단계로 이동하고 있습니다. 시장이 성장함에 따라 이 사양은 향후 몇 년 동안 점점 더 많이 사용될 것으로 예상되며, 이는 광통신이 더욱 발전하는 데 도움이 될 것입니다.

잠재적 위험 및 불확실성

1.6T의 성장 잠재력을 인정하는 한편, 일부 실질적인 위험도 무시할 수 없습니다. 이러한 요인들은 어느 정도 기술 발전 속도와 시장 수익성에 영향을 미칠 것입니다.

현재 대부분 플러그형 솔루션으로 구성된 생태계는 상당히 안정적입니다. 하지만 CPO와 같은 새로운 형태가 더 많이 사용되기 시작하면 기존 기술 경로에 영향을 미칠 수 있습니다. 업계가 초점을 바꾸면 투자와 공급망 배치를 조정해야 합니다. 이러한 변화는 종종 빠르게 일어나며 업계에 직접적인 영향을 미칩니다.

참여 제조업체가 늘어남에 따라 가격 압박은 거의 불가피합니다. 기존 800G 시장을 참고하면, 가격은 해마다 하락해 왔습니다. 1.6T 가격은 현재도 여전히 비교적 높지만, 생산 능력과 규모가 증가함에 따라 가격 하락은 시간문제일 뿐이며, 제조업체 간 경쟁도 그에 따라 심화될 것입니다.

핵심 구성 요소 수준에서는 200G PAM4 관련 구성 요소와 같은 일부 고급 광 칩이 여전히 외부 공급업체에 의존하고 있습니다. 외부 환경의 변동은 공급 측면에 영향을 미쳐 납기 일정과 비용 관리에 부담을 줄 수 있습니다.

현재 시장은 소수의 대형 고객, 특히 북미의 대형 클라우드 제공업체에 크게 의존하고 있습니다. 이러한 고객의 구매 방식이나 외부 환경의 변화로 인해 주문 수가 크게 오르내릴 수 있습니다. 이는 제조업체가 업무를 얼마나 잘 수행하는지에 직접적인 영향을 미칠 것입니다.

결론 

AI 훈련 및 추론 규모가 확대됨에 따라, 하이퍼스케일 데이터 센터에서 대역폭과 에너지 효율성에 대한 요구도 증가하고 있습니다. 1.6T 광 모듈은 차세대 광 상호 연결 시스템의 핵심 노드로 점차 자리 잡고 있습니다. 기술 진화 관점에서 업계는 OSFP-XD, CPO, 실리콘 포토닉스 통합에 초점을 맞추며 더 높은 속도, 더 낮은 전력 소비, 비용 사이의 새로운 균형을 찾으려 하고 있습니다.

배포 속도로 판단해 보면, 향후 2~3년 동안 기술이 안정화되고 생산 능력이 가속화됨에 따라 1.6T는 AI 클러스터, 클라우드 데이터 센터, 고성능 컴퓨팅 시나리오에서 빠르게 배포될 것으로 예상됩니다. 전반적인 추세는 매우 명확합니다—이는 800G의 자연스러운 연장일 뿐만 아니라 AI 시대에 고대역폭 상호 연결을 구현하기 위한 현실적인 선택이기도 합니다.

진정한 분수령은 "누가 먼저 구축하느냐"가 아니라, 상대적으로 합리적인 범위 내에서 성능, 비용, 규모를 누가 제어할 수 있느냐일 수 있습니다. 이와 관련하여 QSFPTEK와 같은 제조업체는 이미 1.6T 광 모듈 및 관련 상호 연결 제품을 배치하고 있으며, 후속 AI 컴퓨팅 플랫폼의 지속적인 확장을 지원하기 위해 고대역폭 연결성과 인프라 구축 사이에서 더 적절한 균형을 찾으려 하고 있습니다.