"엔비디아·브로드컴 CPO 나와라"… 화웨이, 차세대 AI 기술 'NPO' 독자 표준 공개

인공지능(AI) 컴퓨팅의 연산 성능 병목을 해결하기 위한 차세대 칩 인터커넥트(상호 연결) 기술을 둘러싸고 미·중 기술 패권 전쟁이 한층 격화되고 있다.

중국의 통신·반도체 대기업 화웨이가 미국 엔비디아와 브로드컴이 주도하는 '공동 패키지 광학(CPO·Co-Packaged Optics)' 진영에 맞서, 자체적인 '근접 패키지 광학(NPO·Near-Packaged Optics)' 기술 표준을 발표하고 글로벌 표준화 기구 등재에 착수했다.

미국의 첨단 반도체 수출 통제로 극미세 공정 진입이 가로막힌 중국이 개별 칩의 단일 트랜지스터 집적도를 높이는 대신, 대규모 데이터센터 서버 랙과 클러스터 전반의 광학 데이터 전송 속도를 혁신하는 방식으로 AI 슈퍼컴퓨팅의 돌파구를 열겠다는 전략적 승부수를 던진 것으로 풀이된다.

9월 10일(현지시각) 일본 종합 경제 미디어 닛케이 아시아(Nikkei Asia) 보도에 따르면, 화웨이는 중국 최대 광학 박람회인 '중국 국제 광전자 박람회(CIOE)'에서 독자 설계한 ‘7.2T NPO 솔루션’ 실물을 세계 최초로 공개 시연했다.

생성형 AI 모델의 규모가 기하급수적으로 커지면서, 연산 칩 자체의 속도보다 칩과 칩, 서버와 서버를 연결하는 데이터 통신 대역폭과 전력 소모가 AI 인프라 확장의 최대 난제로 부상했다.

엔비디아, 브로드컴, TSMC, 인텔 등이 주도하는 CPO는 전기 신호를 빛(광) 신호로 변환하는 광학 엔진을 메인 연산 칩과 동일한 실리콘 인터포저 기판 위에 직접 올려 초미세 패키징 레벨에서 통합하는 방식이다.

데이터 지연(레이턴시)을 극소화하고 신호 손실을 줄일 수 있지만, 패키징 난도가 극도로 높고 광학 엔진 하나만 고장 나도 수천만 원을 호가하는 초고가 칩셋 전체를 폐기해야 하는 치명적 약점이 있다.

화웨이가 제시한 NPO는 광학 부품을 실리콘 패키징 내부가 아닌 ‘인쇄회로기판(PCB) 수준에서 메인 칩 바로 옆에 초근접 배치’하는 기술이다. 초고속 데이터 전송 속도를 유지하면서도 기존의 성숙한 반도체 조립·기판 공정을 그대로 활용할 수 있어 제조 단가를 크게 낮출 수 있다.
화웨이는 NPO 방식이 부품 결함 시 해당 광학 모듈만 떼어내 교체할 수 있는 '플러그형(Pluggable·탈부착 가능)' 구조를 지원해 수리 및 유지보수 비용을 획기적으로 절감할 수 있다고 강조했다.


화웨이는 독자 기술의 고립을 막기 위해 글로벌 통신 표준화 단체인 미국 광인터넷포럼(OIF)에 NPO 기술 규격을 공식 표준안으로 제출했다.

이미 OIF 내에서 글로벌 표준으로 채택된 CPO에 맞서 복수 표준 지위를 확보하겠다는 구상이다.

OIF 에너지 효율 인터페이스 분과를 담당하는 암페놀(Amphenol)의 타이거 니노미야 광학 기술 표준 책임자는 닛케이 아시아와의 인터뷰에서 "NPO는 오늘날 폭증하는 데이터센터 요구를 충족하면서도 제조 용이성, 생태계 위험 완화, 상호운용성을 동시에 해결하는 매우 실용적인 진화적 진전"이라며 새로운 표준 채택에 긍정적인 입장을 밝혔다.

화웨이는 표준화 연합군 구축을 위해 미국, 일본, 중국, 캐나다의 글로벌 하이퍼스케일 클라우드 기업들과 광통신 부품 제조사들을 전방위로 접촉하고 있다.

특히 글로벌 광트랜시버 시장의 핵심 플레이어인 이노라이트(Innolight·중지쉬촹)와 이옵토링크(Eoptolink·신이스) 등 중국 메이저 광학 모듈 기업들이 화웨이의 NPO 생태계 지원 사격에 나섰다.


시장조사업체 욜(Yole)에 따르면, 글로벌 광학 모듈 시장 규모는 연평균 30%씩 고성장해 오는 2031년 1,120억 달러(약 150조 원)에 달할 전망이다.

엔비디아와 브로드컴은 자사 차세대 AI 스위치 칩셋을 탑재한 CPO 솔루션을 올해 하반기부터 본격 양산 라인에 투입하기 시작했다.

이번 발표는 오는 9월 24일 예정된 도널드 트럼프 미국 대통령과 시진핑 중국 국가주석 간의 워싱턴 정상회담을 불과 2주 앞두고 나왔다.

더욱이 화웨이가 미국 기업의 영업비밀 침해 및 대이란 제재 위반 혐의로 기소된 미 연방 형사 재판 개정을 앞둔 민감한 시점이다.

화웨이의 차세대 NPO 기술 표준 공개는, 향후 ‘미국의 첨단 장비 제재로 2나노 이하 미세 공정 경쟁에서 불리해진 중국이 광통신 패키징 혁신을 통해 초거대 AI 데이터센터의 전송 병목을 우회 돌파하려는 정밀한 기술 우회로’인 동시에 ‘실리콘 초미세 패키징(CPO)을 독점하려는 미국 빅테크 연합과 성숙 공정 기반 실용적 광학 표준(NPO)을 선점하려는 중국 진영 간의 차세대 AI 인프라 헤게모니 쟁탈전’으로 작용할 전망이다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com