빌 게이츠 1500억 투자 美 AI칩 스타트업, 광반도체로 엔비디아 GPU 10배 성능 구현

미국 텍사스주 오스틴에 본사를 둔 인공지능(AI) 칩 스타트업 뉴로포스(Neurophos)가 기존 광학 소자보다 1만 배 작은 광학 트랜지스터 기술을 개발해 엔비디아 최신 그래픽처리장치(GPU)보다 10배 강력한 성능을 구현했다고 하드웨어닷컴브라질(hardware.com.br)이 지난 26일(현지시각) 보도했다.

뉴로포스는 지난 22일 빌 게이츠의 투자 펀드인 게이츠 프론티어(Gates Frontier) 주도로 시리즈 A 투자에서 1억 1000만 달러(약 1568억 원)를 유치했다고 밝혔다. 마이크로소프트 벤처펀드 M12, 사우디 아람코 벤처스, 보쉬 벤처스 등이 참여했다. 이번 투자로 뉴로포스의 누적 투자금은 1억 1800만 달러(약 1681억 원)로 늘었다.


뉴로포스의 핵심 기술은 메타표면(metasurface) 기반 광학 변조기다. 초소형·초고속 광학 소자를 대량 집적할 수 있어 AI 연산 밀도와 효율을 획기적으로 높이는 기술로 평가받는다.

패트릭 보웬 뉴로포스 최고경영자(CEO)는 레지스터와 인터뷰에서 "현재 실리콘 포토닉스 공정에서 나오는 광학 트랜지스터는 길이가 최대 2밀리미터(㎜)"라며 "우리는 이를 1만분의 1 수준으로 소형화했다"고 밝혔다.
뉴로포스가 개발한 첫 가속기 '툴카스 T100(Tulkas T100)'은 1000×1000 크기의 광학 텐서 코어를 단일 칩에 구현한다. 이는 엔비디아 베라 루빈(Vera Rubin) GPU의 256×256 텐서 코어보다 약 15배 크다. 이 광학 텐서 코어는 25제곱밀리미터 면적에 100만 개 이상의 광학 처리 소자를 집적했다.

보웬 CEO는 "표준 상보성금속산화막반도체(CMOS) 공정으로 제작이 가능하다"며 "인텔이나 TSMC 같은 파운드리에서 대량 생산할 수 있다"고 강조했다. 업계에서는 광학 칩의 양산 난제를 해결한 점을 주목하고 있다.


뉴로포스의 광학 프로세서는 56기가헤르츠(GHz) 클럭으로 구동한다. 이는 인텔 코어 i9-14900KF 프로세서의 오버클럭 세계 기록인 9.1GHz보다 6배 이상 빠르고, 엔비디아 RTX Pro 6000의 부스트 클럭 2.6GHz보다 20배 이상 빠른 속도다.

뉴로포스는 초기 테스트 칩에서 300테라옵스퍼와트(TOPS/W)의 전력 효율을 입증했다. 이는 기존 AI 가속기 대비 100배 향상된 수치다. 뉴로포스의 상용 제품은 FP4/INT4 워크로드에서 470페타플롭스(petaFLOPS) 성능을 제공할 것으로 예상된다.
마이크로소프트 M12의 마이클 스튜어트 전무는 "AI 추론은 엄청난 전력과 연산 능력을 요구한다"며 "뉴로포스 기술은 AI 모델 자체의 발전에 필적하는 연산 혁신을 가져올 것"이라고 평가했다.


뉴로포스는 2027년 말에서 2028년 초 사이 제품 양산에 돌입할 계획이다. 올해부터 개념 검증 칩 개발에 착수해 2027년 노르웨이 데이터센터 운영업체 테라크래프트(Terakraft)와 실제 환경에서 파일럿을 진행한다.

뉴로포스는 이번 투자금으로 데이터센터용 광학처리장치(OPU) 모듈과 소프트웨어 스택, 초기 개발자용 하드웨어를 개발한다. 또 오스틴 본사를 확장하고 샌프란시스코에 새 엔지니어링 센터를 연다.

글로벌 시장조사기관 카운터포인트리서치는 2030년까지 실리콘 포토닉스 시장이 60억 달러(약 8조 5500억 원) 규모로 성장할 것으로 전망했다. 엔비디아는 2026년 하반기 광자 스위칭 시스템 '스펙트럼-X'를 양산하고, AMD는 실리콘 광자 연구에 2억 8000만 달러(약 3930억 원) 규모 센터 설립에 투자 중이다.

업계 안팎에서는 뉴로포스가 라이트매터(Lightmatter), 아야르 랩스(Ayar Labs) 같은 경쟁사보다 1만 배 작은 광학 소자로 차별화에 성공했다는 분석이 나온다. 광학 컴퓨팅은 전기 신호 대신 빛으로 연산해 발열이 적고 속도가 빠르다. AI 데이터센터의 전력 소비 문제를 해결할 핵심 기술로 꼽힌다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com