"AI 발열 잡아야 데이터 터진다"… 日 미쓰비시 머티리얼, '초정밀 온도 센서 증설

생성형 인공지능(AI) 서비스의 급격한 확산으로 글로벌 데이터센터 내 초고속·대용량 데이터 통신 수요가 폭발하자, 일본 굴지의 종합 비철금속·전자소재 기업인 미쓰비시 머티리얼(Mitsubishi Materials)이 광통신 모듈의 핵심 부품인 정밀 온도 센서 증설에 대규모 승부수를 던졌다.

전기 신호와 광신호를 상호 변환하는 광 트랜시버(Optical Transceiver) 내부의 미세한 온도 변화를 감지해 데이터 전송 오류와 부품 과열을 차단하는 초소형 센서 생산능력을 2년 내 6배로 끌어올려 글로벌 AI 데이터센터 공급망을 선점하겠다는 전략이다.

10월 24일(현지시각) 일본 종합 경제 미디어 닛케이 아시아(Nikkei Asia)에 따르면, 미쓰비시 머티리얼은 광통신 장비에 필수 탑재되는 온도 제어 센서인 '서미스터(Thermistor)'의 글로벌 생산능력을 기존 대비 6배 확대한다고 공식 발표했다.

이를 위해 미쓰비시 머티리얼은 태국 방콕 인근의 핵심 전자부품 생산 자회사인 'MMC 일렉트로닉스 타일랜드(MMC Electronics Thailand)'에 구체적인 액수가 공개되지 않은 대규모 자금을 투입한다. 시설 확장을 통해 오는 2027년 11월까지 해당 거점의 월간 서미스터 생산량을 약 1,200만 개 수준으로 증강할 계획이다. 이는 2025년 기준 생산능력의 약 6배에 달하는 파격적인 규모다.

서미스터는 온도가 변함에 따라 전기 저항값이 급격하게 변하는 특성을 이용한 고감도 반도체 온도 센서다.

광 트랜시버 내부에서는 주로 레이저를 방출하는 핵심 광원인 레이저 다이오드(LD)와 신호를 수신하는 포토 다이오드(PD) 바로 옆에 밀착 배치된다. 광 통신 장치는 주변 온도가 미세하게 상승하기만 해도 레이저의 파장이 흔들려 신호가 왜곡되거나 데이터 손실(패킷 로스)이 발생하고, 최악의 경우 통신 링크 자체가 끊어지는 열화 현상을 겪는다.

따라서 서미스터가 실시간으로 주변 발열 상태를 감지하면, 이를 바탕으로 소형 열전 반도체 냉각 소자(TEC·Thermoelectric Cooler)가 작동해 광학 소자의 작동 온도를 섭씨 수십 밀리도(m°C) 단위의 정밀도로 안정화한다.

특히 미쓰비시 머티리얼이 공급하는 서미스터는 1밀리미터(mm) 미만의 극초소형 규격을 자랑한다. 부품 크기가 극도로 작아 서버 랙 내부의 한정된 공간에 들어가는 광 트랜시버의 폼팩터 소형화와 고집적화를 구현하는 데 필수적인 요소로 꼽힌다.

미쓰비시 머티리얼이 공격적인 설비 증설에 나선 배경에는 엔비디아의 차세대 블랙웰(Blackwell) 아키텍처 등 고성능 그래픽처리장치(GPU) 클러스터 도입에 따른 데이터센터 아키텍처 변화가 자리 잡고 있다.

수만 대의 가속기가 실시간으로 초거대 파라미터를 동기화해야 하는 현대 AI 데이터센터에서는 기존 구리선 기반의 전기 배선이 신호 감쇠와 발열 문제로 물리적 한계에 부딪혔다.

이에 따라 초당 수백 기가비트 이상의 초고속 데이터를 손실 없이 빛으로 쏘아 보내는 800G 및 차세대 1.6T(테라비트)급 초고속 광 트랜시버 모듈 도입이 필수 인프라로 자리 잡았다. 통상 초고속 광 모듈 하나당 복수의 광학 채널이 집적되는 만큼, 채널마다 개별 온도를 감시하기 위한 초정밀 칩 서미스터 수요 역시 비례해서 급증하고 있다.

글로벌 광통신 부품 시장에서는 이미 AI 데이터센터용 고속 광 트랜시버의 공급 부족 현상이 심화하고 있으며, 이에 수반되는 광원과 제어 센서 등 상류 소부장 부품 전반에서 납기 지연이 나타나는 실정이다.


미쓰비시 머티리얼이 증설 무대로 일본 본토가 아닌 태국을 낙점한 것은 지정학적 공급망 리스크 완화와 원가 경쟁력 확보를 동시에 노린 포석으로 풀이된다.

태국은 유수의 글로벌 반도체 후공정(OSAT) 및 광학 부품 조립 라인이 밀집해 있어 동남아시아의 대표적인 전자기기 제조 허브로 꼽힌다. 미·중 갈등 격화로 빅테크 고객사들이 중국 공급망 의존도를 낮추는 이른바 '차이나 플러스 원(China Plus One)' 전략을 강화하는 가운데, 태국 자회사의 설비 확충은 미국 및 글로벌 클라우드 서비스 기업(CSP)에 안정적인 부품을 공급할 수 있는 최적의 우회로를 제공한다.

전자 소재 업계 전문가들은 "AI 패권 경쟁이 모델 훈련용 가속기를 넘어 초고속 전력 및 광통신 네트워크 인프라 단계로 전장이 옮겨가고 있다"며 "통신 지연(레이턴시)을 0에 가깝게 줄이기 위한 1.6T급 초고속 광모듈 전환기에서, 미쓰비시 머티리얼의 선제적 6배 증설은 고성능 AI 인프라의 핵심 병목을 해결하며 일본 소부장 기업들의 기술적 영향력을 다시 한번 각인시키는 계기가 될 것"이라고 진단했다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com