AI는 빛의 속도로 달립니다. 그 빛이 만들어지는 곳이 점점 더 텍사스가 되고 있는데요,
최근 Coherent가 텍사스주 셔먼에 신규 제조 건물 착공식을 진행했습니다.
Coherent는 AI 시스템을 연결하는 레이저, 광학 부품, 화합물 반도체를 제조하는 기업으로, 세계 최초 6인치 인듐 인화물(InP) 팹을 운영하고 있습니다.
NVIDIA 젠슨 황 CEO와 Coherent CEO Jim Anderson이 착공식에 참석했으며, 셔먼 시장 Shawn Temann과 텍사스주 경제개발관광청 국장 Adriana Cruz도 함께해 축사를 전했습니다.
신규 건물이 완공되면 빛의 속도로 칩, 서버, 데이터 센터 간 데이터를 전송하는 InP 웨이퍼 생산이 확대됩니다. InP 웨이퍼는 현대 AI 인프라의 광통신 백본을 담당하는 핵심 소재죠.
이번 착공은 공약을 실제 건설로 전환한 구체적 행보로, 미국 내 첨단 반도체 제조를 확장하는 중요한 이정표가 됩니다.
젠슨 황 CEO는 착공식에서 Jim Anderson과 나눈 대담에서 이렇게 말했습니다. “AI는 궁극적인 범용 기술입니다. 지능은 근본적인 것이기 때문입니다. 정보를 처리하고, 추론하며, 문제를 해결하는 능력은 모든 산업에 영향을 미칩니다.”
약 500억 달러 규모로 조성된 CHIPS 법 같은 공공 프로그램은 반도체 제조를 미국으로 되돌리기 위해 마련됐습니다.
이번 행사에서 Coherent는 셔먼 시설 확장을 지원하기 위한 5,000만 달러 규모의 CHIPS 법 보조금 수령을 발표했습니다. 텍사스 CHIPS 프로그램과 셔먼 경제개발공사로부터 받은 약 1,700만 달러의 기존 지원에 더해진 금액입니다.
NVIDIA는 애리조나와 텍사스에 신규 파트너십 시설을 조성해 미국 내 최대 5,000억 달러 규모의 AI 인프라를 생산하겠다는 목표를 밝힌 바 있으며, 이는 민간 부문의 강력한 추진력을 더하고 있습니다.
“Coherent는 세계적 수준의 기업이며, 여러분이 하는 일은 우리의 미래, AI의 미래, 미국 재산업화의 미래에 있어 매우 중요합니다”라고 젠슨 황 CEO는 말했습니다.
인듐 인화물, 갈륨 비소와 같은 화합물 반도체는 현대 AI를 구동하는 고속 네트워킹과 광 인터커넥트의 핵심 소재이지만, 논리 칩만큼 주목을 받지 못했습니다. 수년간 국내 공급망도 매우 빈약했는데요, 이번 행사는 그 격차가 좁혀지고 있음을 보여줬습니다.
576개의 GPU가 8개 랙에 걸쳐 단일 시스템으로 작동할 때—NVIDIA Vera Rubin Ultra NVL576이 이에 해당하며, NVLink로 연결된 8개의 72 GPU 랙이 하나의 576 GPU 도메인을 형성합니다—구리(copper)로는 그 거리에 신호를 전달할 수 없습니다.
데이터 센터 전반에서 수백 또는 수천 피트 거리에 분산된 수십만 개의 프로세서를 연결하려면 실리콘 포토닉스가 유일한 해법이라고 젠슨 황 CEO는 설명했습니다.
신호 전송 속도가 높아질수록 금속 트레이스의 도달 거리는 줄어들고, 구리로 8개 랙에 걸쳐 신호를 전달하려면 리타이머와 신호 조정에 전력을 소모해야 합니다. 데이터 센터 입장에서는 컴퓨팅에 쓰고 싶은 전력이죠.
광학(optics)은 전기에서 빛으로 전환하는 데 일회성 비용이 들지만, 한 번 전환하면 거리는 거의 무제한이 됩니다. NVL576 규모에서 빛은 가장 전력 효율적인 선택입니다.
NVIDIA와 Coherent의 협력 관계는 새로운 것이 아닙니다. 두 회사는 약 20년간 함께해 왔습니다.
지난 3월, 두 회사는 파트너십을 다년간의 전략적 협력으로 심화했습니다. NVIDIA는 R&D, 미래 생산 능력, 미국 내 제조 지원을 위해 Coherent에 20억 달러를 투자하고, 첨단 레이저 및 광 네트워킹 제품에 대한 수십억 달러 규모의 구매 약정도 체결했습니다.
댈러스에서 북쪽으로 약 1시간 거리에 위치한 인구 약 4만 5,000명의 도시 셔먼은 AI 시대의 새로운 중심지로 떠올랐습니다. 소프트웨어만큼이나 픽과 삽, 그리고 제조업의 힘으로 이뤄지는 붐을 상징하는 곳이죠.
“완전 가동 시 이 사이트는 550명 이상의 직접 일자리와 수천 개의 직간접 일자리를 지원하게 될 것입니다”라고 Jim Anderson은 말했습니다.
이 공장에서 생산하는 것은 단일 슬롯에 들어가는 하나의 제품이 아닙니다. NVIDIA 네트워킹 전반에서 데이터를 이동시키는 레이저, 트랜시버, 플러그형 광학 모듈들로, 각각이 시스템의 서로 다른 부분을 담당합니다.
“AI 시스템이 더 크고 강력해질수록 연결성은 컴퓨팅만큼이나 중요해집니다. AI는 컴퓨팅으로 동작하지만, 연결성으로 확장됩니다. 그 연결 조직이 만들어지는 곳이 바로 셔먼입니다”라고 Jim Anderson은 말했습니다.
이번 행사는 그것을 눈으로 보여줬습니다.
착공식 전에 참가자들은 기존 팹을 둘러보고 완공 후 신규 건물에 설치될 장비를 미리 살펴봤는데요, NVIDIA 랙이 공장 바닥에 전시돼 투어의 여섯 곳 중 하나로 포함됐습니다.
투어 후에는 젠슨 황과 Jim Anderson의 파이어사이드 챗이 이어졌으며, 두 CEO는 파트너십과 국내 광학 제조 확장이 앞으로의 AI 구축에 갖는 의미를 논의했습니다.
“오늘은 중요한 이정표입니다. Coherent만을 위한 것이 아니라, 미국 제조업과 AI 인프라의 미래를 위한 이정표입니다”라고 Jim Anderson은 말했습니다.
반도체 레이저는 미국 연구소에서 탄생했습니다. Bell Labs가 1970년 실온에서 구동하는 버전을 최초로 시연했지만, 이후 기술과 제조는 대부분 해외로 이전됐습니다.
“저희는 1971년 제조 기업으로 설립됐습니다. 항상 미국 제조 기업이었죠. 50년이 지난 지금, 세계에서 가장 앞선 6인치 인듐 인화물 라인이 바로 여기 셔먼에 있습니다”라고 Jim Anderson은 말했습니다.
이 제조 격차는 웨이퍼에서도 드러납니다. 실리콘 팹은 12인치 웨이퍼로 운영되는 반면, 세계 대부분의 InP 생산은 아직도 3~4인치 웨이퍼에 머물러 있어 수율이 낮고 한 번에 생산할 수 있는 부품 수도 훨씬 적습니다.
6인치 웨이퍼로 전환하면 3인치 웨이퍼 대비 사용 가능한 면적이 약 4배(면적은 지름의 제곱에 비례)로 늘어나 비용이 낮아지고, AI 구축이 요구하는 대량 생산도 가능해집니다.
첫 번째 라인을 구축하는 데 50년이 걸렸는데, 1년 만에 그것을 4배로 늘렸습니다. 가속 컴퓨팅에 대한 수요를 보여주는 지표라고 젠슨 황은 말했습니다.
내부 핵심 공정은 익숙합니다. 리소그래피, 포토레지스트, 층층이 재료를 증착하고 식각하는 과정이죠. 차이는 소재에 있습니다. InP 기판 위에서 엔지니어들은 이색적인 화합물 반도체 층을 성장시키고, 칩이 빛을 방출·변조할 수 있도록 정밀한 광학 특성에 맞게 조율합니다.
오늘날 이 InP는 Coherent의 플러그형 광학 모듈 안에서 이동합니다. USB 스틱 크기의 트랜시버로, NVIDIA 네트워킹 스위치 전면에 꽂아 구리로는 닿지 못하는 데이터 센터 내 랙 간 데이터를 전송하며, 각 모듈에는 인듐 인화물 레이저가 내장됩니다.
이 모듈들은 이제 공동 패키징 광학(co-packaged optics)을 탑재한 NVIDIA Spectrum-X Photonics와 Quantum-X Photonics 스위치도 지원합니다. Coherent가 스위치 전면 플레이트에 꽂히는 외부 레이저 모듈을 공급합니다.
NVIDIA가 광학이 다음 병목이 되지 않도록 노력하는 만큼, 이 레이저에 대한 수요는 계속해서 증가하고 있습니다.
“10년 후를 돌아보면, AI 덕분에 지속 가능한 에너지에 투자하고, 에너지 그리드를 업그레이드하며, 인력을 재건할 수 있었다는 것을 깨닫게 될 것입니다. 경제에서 정보 노동자만 있을 수는 없습니다. 건설하는 사람도 있어야 하죠. 앞으로 10년 동안 우리 지역 사회를 재편하고 훨씬 더 균형 잡힌 모습으로 만들 기회가 있습니다”라고 젠슨 황은 말했습니다.
