루멘텀 및 코히어런트와 협력하는 엔비디아의 40억 달러 규모 CPO 투자는 AI 컴퓨팅 파워의 미래를 뒷받침할 수 있을까?

TradingKey - 현지시간 3월 2일 월요일, 엔비디아( NVDA)는 광학 기술 제조업체 루멘텀( LITE) 및 코히어런트( COHR)와 심도 있는 전략적 협력을 발표하며 각 기업에 20억 달러씩 총 40억 달러 규모의 대규모 투자를 단행하기로 했다. 이번 조치로 AI 데이터 센터 네트워크 아키텍처 분야에서 엔비디아의 전략적 입지는 새로운 단계로 올라서게 됐다.

이번 계약에는 직접적인 자본 투입 외에도 대규모 조달 약정 및 양사의 차세대 레이저 부품에 대한 미래 생산 용량 우선 확보권이 포함되어 있다.

발표 직후 루멘텀의 주가는 종가 기준 12% 가까이 급등했으며, 코히어런트의 상승 폭은 15%를 넘어섰다. 엔비디아 주가 또한 3% 가까이 동반 상승했다.

엔비디아는 성명을 통해 광학 상호 연결과 첨단 패키징 통합이 차세대 AI 인프라의 근간이며, AI 팩토리를 위한 초고대역폭 및 에너지 효율적인 연결을 제공한다고 분명히 밝혔다.

합의 내용에 따르면 루멘텀과의 다년 전략적 계약에는 수십억 달러 규모의 조달 약정과 차세대 레이저 부품의 미래 용량 확보권이 포함된다. 코히어런트와의 협력은 여기서 더 나아가 첨단 레이저 및 광 네트워크 제품에 대한 미래 기술 접근권과 우선 용량 권한까지 추가된다.

마이클 헐스턴 루멘텀 최고경영자(CEO)는 이번 다년 전략적 합의가 차세대 AI 인프라를 구동할 광학 기술 발전을 위한 상호 의지를 반영한다고 밝혔다. 루멘텀은 용량 증대와 혁신 가속화를 위해 신규 제조 시설에도 동시에 투자할 예정이다.

짐 앤더슨 코히어런트 CEO는 이번 파트너십이 차세대 AI 데이터 센터 인프라의 핵심 동력으로서 코히어런트의 위상을 부각하며, 20년간 이어온 관계를 더욱 심화해 엔비디아가 미래 대비형 AI 데이터 센터를 구축하도록 도울 것이라고 강조했다.

엔비디아, CPO 전략에 베팅

광학 분야에 대한 엔비디아의 40억 달러 투자는 작년에 발표한 CPO 기술 전략과 완벽히 일치한다.

엔비디아는 이르면 지난 3월 CPO 기술이 적용된 데이터 센터 스위치 2종을 선보인 바 있다. 루멘텀과 코히어런트가 이 기술의 핵심 레이저 부품 공급업체인 만큼, 이번 투자는 차세대 AI 인프라의 핵심 공급망을 사실상 확보한 것으로 평가된다.

이번 투자의 중요성을 이해하려면 먼저 CPO 기술이 정확히 무엇인지 알아야 한다.

AI 클러스터에서 수많은 서버는 광섬유를 통해 연결된다. 스위치는 "신호 환승역"과 같은 역할을 하며, 디지털 데이터를 전송용 광신호로 변환했다가 다시 디지털 데이터로 되돌리는 작업을 담당한다.

기존 솔루션에서는 이 변환 과정에 독립적인 플러거블 트랜시버를 사용하는데, 이는 비용이 많이 들 뿐만 아니라 상당한 에너지를 소비한다. CPO 기술은 트랜시버를 스위치에 직접 통합해 중복되는 하드웨어 계층을 제거한다. 이를 통해 조달 비용을 절감하고 에너지 소비를 획기적으로 낮춰 폭발적으로 증가하는 AI 연산 능력 수요를 완벽하게 충족한다.

업계 분석가들은 엔비디아의 대규모 투자의 핵심 목표가 CPO(Co-Packaged Optics) 기술의 상용화를 앞당기는 데 있다고 분석한다.

차세대 데이터 센터 네트워킹의 핵심 기술인 CPO는 본래 독립적이었던 플러거블 트랜시버를 스위치 내부에 직접 통합한다. 이는 데이터 센터 운영자의 하드웨어 조달 비용을 대폭 절감할 뿐만 아니라 운영 에너지 소비도 상당히 낮추어, AI 연산 능력의 폭발적 성장으로 인한 네트워크 병목 현상을 해결한다.

바클레이즈( BCS)는 최신 연구 보고서를 통해 엔비디아 투자의 핵심 목적은 CPO 기술에 대한 "공급 보호"이며, 엔비디아가 "GTC 컨퍼런스에서 새로운 CPO 솔루션의 일부를 공개적으로 논의할 가능성이 높기 때문에" 공개 시점이 "놀랍지 않다"고 지적했다.

해당 은행은 "이번 계약의 주된 이유는 스케일아웃(scale-out) 및 스케일업(scale-up) 상호 연결이라는 두 가지 유형의 CPO에 대해 엔비디아의 공급을 보호하기 위한 것"이라고 분석했다. 바클레이즈의 관점에서 이는 단기적인 수급 변동에 대한 대응이라기보다 더 큰 "광학 상호 연결" 시대를 대비한 비축에 가깝다.

AI 클러스터 규모가 계속 확장됨에 따라 기존의 플러거블 광학 모듈은 전력 소비와 밀도 측면에서 물리적 한계에 부딪히고 있다. 광학 부품을 GPU와 직접 패키징하는 CPO 기술은 거스를 수 없는 산업 트렌드가 되었다. 공개된 세부 내용에 따르면 엔비디아는 일반적인 "광학 상호 연결 모듈"이 아니라 CPO에 필요한 핵심 광원과 핵심 부품의 생산 용량에 베팅하고 있다.

바클레이즈는 "이번 계약의 대부분은 400mW 연속파(CW) 레이저를 겨냥한 것"이라고 판단했다. JP모건 또한 코히어런트와의 협력이 "CPO용 초고출력 CW 레이저를 포함한" 다양한 제품을 아우른다고 강조했다.

엔비디아 뒤의 광학 기술 강자 듀오

엔비디아 CPO 공급망의 핵심 파트너인 루멘텀과 코히어런트는 모두 미국의 선도적인 광학 기술 기업이지만, 사업 레이아웃과 기술적 중점 분야에서는 차이가 있다.

루멘텀은 CPO에 최적화된 레이저 모듈의 세계적인 공급업체다. 이 회사의 핵심 제품은 안정적인 1311nm 빔을 방출하며 온도 관리 메커니즘이 내장되어 있어 네트워크 전송의 안정성과 효율성을 크게 높여준다.

최신 실적 보고서에 따르면 지난 분기 매출은 6억 6,550만 달러를 기록했으며, 사업 영역은 AI 데이터 센터용 기존 플러거블 트랜시버, AI 클러스터 트래픽 최적화를 위한 광학 회로 스위치, 금속 용접 등을 위한 산업용 레이저 등 세 가지 주요 부문을 포괄한다.

루멘텀은 이르면 지난 9월부터 CPO 부품의 생산 용량 확장 계획에 착수하며 AI 연산 능력 폭발에 따른 수요 증가를 명확히 예상했다. 광학 및 광자 공학 기술 분야에서 수년간 쌓아온 깊은 전문성을 바탕으로, 이 회사의 연구개발 성과는 AI, 클라우드 컴퓨팅 및 차세대 통신 네트워크를 지원하는 핵심 동력이 되었다.

또 다른 미국 기업인 코히어런트 역시 광학 기술에 집중하고 있으며, 광자를 이용해 고성능 광학 부품 및 시스템을 제조하는 것을 핵심 사업으로 삼고 있다. 코히어런트의 사업 또한 산업용 및 데이터 센터 레이저 분야를 아우른다. 최근에는 CPO 시스템용으로 특화된 레이저 송신기를 출시했으며 광섬유 케이블과 같은 보조 장비도 공급하고 있다.

루멘텀과 달리 코히어런트는 광학 스펙트럼 합성기와 같은 테스트 툴 사업도 운영하고 있다. 이는 네트워크 장비 공급업체를 위해 다양한 유형의 광 네트워크 트래픽을 시뮬레이션할 수 있어 엔지니어링 개발 수준의 기술 지원을 제공한다.