**상하이, 차세대 컴퓨팅 파워의 기반을 마련하다: 실리콘 광학 기술 도입, ‘유망한 신인’들은 어떻게 육성될까?** (Shanghai Establishes the Foundation for Next-Generation Computing Power: With the Introduction of Silicon Optical Technology, How Are the ‘Promising Newcomers’ Being Cultivated?)

핵심 내용 요약

AI가 “대규모 모델 훈련”에서 “실제 추론 응용”（예: ChatGPT의 질문 답변, AI 그림 생성)으로 전환함에 따라, 기존의 전선을 사용한 데이터 전송 방식(전기적 상호 연결)은 속도가 느리고 전력 소비가 많아 요구 사항을 충족시키지 못하게 되었습니다. 이에 따라 광선을 사용한 데이터 전송 방식(광학적 상호 연결, 예: CPO/NPO 기술)이 차세대 컴퓨팅 파워의 핵심으로 부상하고 있습니다. 중국 내에서 최초로 실리콘 광학 산업을 육성한 도시인 상하이는 이제 “기업의 유무”가 아닌, 실험실에서 상용화에 이르기까지의 완전한 지원 체계 구축에 중점을 두고 있습니다. 즉, 기업들이 단순히 한 공단에 모여 있는 것을 넘어서 기업, 연구 기관, 최종 사용자 간의 심도 있는 협력(산업적 결합)을 추진하고 있습니다. 상하이는 공유 플랫폼 구축, 인내심 있는 자본 제공, 최종 사용자 시나리오와의 연결 등을 통해 실리콘 광학 기술의 상용화 과정에서 발생하는 “사망 계곡” 문제를 해결했으며, 현재 중국 내에서 실리콘 광학 기업이 가장 집중된 지역이 되었습니다. 또한 세계 최초의 광학 컴퓨팅 분야 상장 기업도 배출했습니다.

상세한 해석

1. 실리콘 광학이 갑자기 주목받는 이유: AI 추론 시대의 필요에 의해

AI의 발전은 두 단계로 나뉩니다: 먼저 “훈련”(데이터를 제공하여 모델이 작동하도록 학습시키는 과정)을 거치고, 그 후에 “추론”(모델을 사용하여 실제 문제를 해결하는 과정)을 진행합니다. 현재 추론 수요가 급격히 증가하면서 컴퓨팅 파워 소비량이 훈련 시의 10배 이상으로 늘어났습니다. 기존의 전기적 상호 연결 방식은 “교통 체증이 심한 고속도로”와 같아 데이터 전송 속도가 느리고 발열이 많으며 전력 소비가 큽니다.

반면에 광학적 상호 연결 방식은 “광속의 고속철도”와 같아 데이터 전송 속도가 10배 이상 빠르고 지연이 적으며 전력 소비가 적습니다. 실리콘 광학 기술(실리콘 재료를 사용한 광학 소자)은 비용이 저렴하고 기존 칩 생산 라인과 호환성이 있어 광학적 상호 연결에 이상적인 선택입니다. 예를 들어, CPO(공동 패키징 광학, Co-Packaged Optics)는 광학 소자와 칩을 함께 접착하여 전송 효율을 크게 향상시켜 AI 추론 클러스터에 필수적인 기술입니다.

2. 실험실에서 제품으로의 “사망 계곡” 극복

실리콘 광학 산업은 자본 집약적인 분야로, 스타트업 기업이 칩을 개발하려면 무진공 청정실을 건설하고 고가의 테스트 장비를 구입해야 하지만 이는 소규모 팀에게 큰 장애물입니다. 상하이의 해결책은 “공유 인프라”를 제공하는 것입니다:

• 실리콘 광학 테스트 플랫폼 구축: 기업들이 칩 설계의 결함이나 공정 문제를 발견할 수 있도록 돕습니다. 예를 들어, 장장(Jiangjiang) 지역의 테스트 플랫폼은 문제를 신속하게 파악하여 기술 개발 속도를 높입니다;
• 천급 이상의 무진공 청정실 공유: 스타트업 기업이 직접 건설할 필요가 없어 비용을 대폭 절감할 수 있습니다;
• 개념 검증 플랫폼: 상하이 과학기술대학교의 심샤오친(Shen Xiaolin) 연구팀은 이 플랫폼을 사용하여 유기 실리콘 광학 재료의 산업화 검증을 1년 만에 완료했는데, 스타트업이 직접 하면 수년이 걸릴 수 있습니다.

현재 상하이 실리콘 광핵원 집중 지역에는 약 20개의 기업이 있으며, 장장(Jiangjiang) 전체에는 30개 이상의 기업이 위치해 있어 중국 내에서 실리콘 광학 기업이 가장 밀집된 곳입니다.

3. 단순한 모임에서 진정한 협력으로: 산업적 결합이란 무엇인가?

과거에는 기업들이 단순히 물리적으로 인접해 있었지만, 이제는 실질적인 협력이 필요합니다:

• 세지 테크놀로지(Xizhi Technology, 세계 최초의 광학 컴퓨팅 상장 기업)의 창립자는 “많은 협력이 우연한 만남에서 시작된다”고 말합니다. 장장(Jiangjiang) 지역에서는 설계부터 제조, 패키징에 이르기까지 모든 과정을 수행하는 기업들이 있어 파트너를 쉽게 찾을 수 있습니다;
• 공단의 중개: 광학 컴퓨팅 기업과 EDA(칩 설계 소프트웨어) 회사 간의 협력을 촉진합니다. 한 기업이 EDA 툴킷을 구입하면 공단은 해당 기업이 국내 유수 웨이퍼 제조업체와 연결될 수 있도록 도와줍니다;
• 목표: 기업들이 단순한 대화에서 기술 공동 연구, 성과 공유, 시장 공동 개발로 나아가어 경쟁자가 모방할 수 없는 생태계를 형성하는 것입니다.

4. 자금 문제: 누가 실리콘 광학 기업에 인내심 있는 자본을 제공할까?

실리콘 광학 기술의 상용화는 시간이 오래 걸리므로 “빠른 수익”을 추구하지 않는 자본이 필요합니다. 상하이의 대응 방안은 다음과 같습니다:

• 시정부와 지역 기금의 협력: 상하이 미래 산업 기금은 이미 9억 2,500만 위안을 투자하여 총 80억 위안 이상의 자본을 유치했으며, 기업의 초기 단계부터 성숙 단계까지 지원합니다;
• 장장(Jiangjiang) 지역의 자체 기금: 최첨단 프로젝트에 직접 투자하여 기업이 초기 단계부터 지원을 받을 수 있도록 합니다;
• 람쿤 마이크로일렉트론(Lam Kun Microelectronics)의 창립자 샤오유(Xiao Yu)는 “산업은 매월 변화가 크므로 자본이 인내심을 가져야 한다”고 말합니다. 이러한 기금들은 기업들이 연구 개발에 집중할 수 있도록 돕습니다.

5. 최종 사용자의 수요가 산업 발전을 이끈다: 응용 시나리오가 중요한 역할을 한다

실리콘 광학 제품은 실제로 사용되어야만 성공할 수 있습니다. 상하이는 다음과 같은 자연적인 이점을 가지고 있습니다:

• 많은 최종 사용자가 있습니다: GPU 기업, 대규모 모델 제조업체(예: 상탕(SenseTime), 알리바바(Alibaba), 지능 컴퓨팅 단말기 기업들이 인근에 위치해 실리콘 광학 기업에게 테스트 환경을 제공합니다;
• 세지 테크놀로지(Xizhi Technology)는 이러한 사용자들과 협력하여 광학 컴퓨팅 생태계를 구축하고 있으며, “중국이 세계 최초로 광학 컴퓨팅을 대규모로 도입하는 국가가 될 가능성이 높습니다”;
• 장장(Jiangjiang) 지역의 상업 우주 항공 및 지능 컴퓨팅 단말기 산업은 실리콘 광학 기업이 시제품에서 대량 생산으로 빠르게 이동할 수 있도록 돕습니다.

이러한 체계를 통해 상하이의 실리콘 광학 산업은 개별 기업들이 단독으로 활동하는 것이 아니라 집단적으로 발전하고 있습니다. 기술부터 제품, 자본부터 시장에 이르기까지 완전한 생태계가 형성되었습니다. 앞으로 AI 추론 수요가 지속적으로 증가함에 따라 상하이의 실리콘 광학 산업의 경쟁력은 더욱 두드러질 것입니다.