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[키움증권 미국 주식 박기현]
구리의 황혼, 빛의 서막: CPO가 여는 ‘기가와트(GW)’ AI 인프라 시대
▶ AI 데이터센터 혁명과 필연적인 '구리 장벽'
- 모델 복잡도 급증으로 경쟁 축이 ‘연산(Compute)’에서 ‘연결(Interconnect)’ 중심으로 이동
- Scale-Out 확산 과정에서 네트워크 지연과 가동률 저하가 핵심 병목으로 부상하며, 고속 신호가 구리 배선을 통과할 때 발생하는 감쇄와 전력 소모 한계가 구조적으로 심화
- AEC 등 구리 기반 기술도 고도화되고 있으나, 112G→224G→448G로 진화할수록 전송 거리 제약이 가속화되어 광 기반 전환은 불가피
- Co-Packaged Optics(CPO)는 1.6T 이상 초고속 환경에서 전력 효율과 대역폭을 동시에 확보하기 위한 필연적 기술 진화로, 광(Photonics)을 칩(Silicon) 인접부로 이동시키는 구조적 해법
▶ 해답으로서의 실리콘 포토닉스와 CPO
- 실리콘 CMOS 공정을 활용한 광소자 집적을 통해 광통신의 대량생산 체계 구축. CPO는 광학 엔진을 GPU·스위치 ASIC과 동일 패키지에 통합하는 구조로, 실리콘 포토닉스의 상위 진화 단계
- CPO의 핵심 가치는 데이터센터 TCO 절감에 있으며, 구리 배선과 리타이머 제거로 Latency와 Bandwidth를 동시에 개선
- 스위치 Form Factor 제약을 완화해 단위 면적당 처리량(Throughput per Area)을 극대화하고, GPU 가동률 향상으로 직결
- 상용화의 주요 과제는 연산칩과 광소자 간 Thermal Mismatch이며, 이를 보완하기 위한 ELS(External Laser Source) 구조가 표준화 흐름으로 정착
▶ CPO 시장의 현황 및 성장 전망
- AI 인프라 교체 사이클과 맞물려 2026~27년을 기점으로 J-Curve 성장이 예상되며, 글로벌 CPO 시장은 2024년 4,600만 달러 → 2030년 81억 달러(CAGR 137%, Yole Group)로 급성장 전망
- 800G 구간부터 실리콘 포토닉스 점유율이 빠르게 확대되며, 1.6T 이상에서는 50% 이상 점유 전망
- ‘Beachfront 포화’와 ‘Thermal Limit’ 문제를 동시에 해결하는 구조적 대안으로 CPO는 표준 연결 아키텍처로 자리매김
- 2025년은 800G 확산 및 1.6T 초기 출하가 나타나는 과도기, 2026년은 NPO·CPO 시범 도입과 UCIe·OIF 표준 확립이 진행되는 개화기, 2027년 이후 AI 클러스터 전면 적용 단계 진입 예상
▶ CPO 생태계와 가치 사슬 (The Map)
- CPO 확산은 기존 플러그형 모듈 중심 구조를 약화시키며, 설계·제조 핵심 역량을 보유한 소수 기업 중심으로 마진이 집중되는 구조로 재편
- 설계(ASIC·PIC)는 성능·전력 효율을 결정하는 최상위 레이어로, Optical I/O 집적과 대역폭 밀도 경쟁이 핵심 차별화 요인
- 레이저/ELS는 실리콘의 비발광 특성으로 필수 요소이며, 고출력·고안정성 광원 업체가 구조적 가격결정력 확보
- 파운드리(이종집적·3D 패키징)는 수율·원가·공정 표준을 통제하며 플랫폼 종속에 따른 Lock-in 효과 강화
- OSAT·광조립은 나노 단위 광정렬·피그테일링·광학 테스트 역량이 진입장벽이자 마진의 원천
- 인터커넥트·시스템사·하이퍼스케일러는 전력·공간 제약 하에서 TCO 기준으로 채택 속도를 결정하며 공급망 가시성을 좌우
- 산업의 상수인 NVIDIA·Broadcom·TSMC를 코어로 안정성을 확보하되, CPO 민감도가 높은 Lumentum·Fabrinet 비중 확대를 통해 초과수익을 추구하는 전략 제안. 추가 수혜주로 TE Connectivity, Ciena, Arista Networks, Viavi Solutions를 제시
▶ 보고서: https://bbn.kiwoom.com/rfCC1364
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