빛으로 반도체 신호를 주고 받는 '광 반도체' 시장이 열린다. TSMC가 내년 양산을 앞두고 본격적인 공급망을 구축, 선제적인 시장 선점에 나섰다. 삼성전자와 인텔도 곧 시장에 가세할 예정이라 주도권 다툼이 예상된다.
업계에 따르면, TSMC는 최근 광 반도체 공정을 추진하기 위해 다수 협력사와 장비 개발에 착수한 것으로 확인됐다. 전기·광 전환 장치와 이를 위한 첨단 패키징, 검사 등 필수 제조 공정에서 파트너십을 맺고 공급망을 조성하고 있다. 국내 장비사와도 협력을 타진하는 것으로 전해진다.
사안에 정통한 업계 관계자는 “TSMC가 광 반도체 양산을 위해 전방위 협력 체계를 추진 중”이라며 “본격적인 양산 준비에 돌입한 것으로 파악된다”고 말했다.
광 반도체는 '실리콘 포토닉스'라 불리는 차세대 반도체 기술이다. 반도체는 기본적으로 전기로 신호를 전달하는데 광 반도체는 전기 신호를 빛 신호로 전환, 반도체 성능을 대폭 끌어올릴 수 있다.
상용화될 경우 전력 소모를 크게 줄이고 반도체 속도도 수백배 높일 수 있어 인공지능(AI) 등 첨단 반도체 업계에서 눈독들이고 있다. 데이터센터에서 서버 연결을 위해 광 통신을 활용하는데, 최근 반도체 자체 신호 입출력(I/O)에도 적용하려는 움직임이 활발해진 이유다.
기존 전기 신호는 구리 선을 통해 이동하지만, 광 반도체는 광 섬유로 반도체를 연결하기 때문에 기술 난도가 높다. 공정을 위한 신규 장비와 공정 준비가 필요하다.
앞서 TSMC는 2025년 광 반도체 양산 계획을 밝힌 바 있다. 이르면 내년 하반기로 추정된다. 이번 공급망 구축 역시 발 빠른 양산 채비 위한 것으로 풀이된다. 일각에서는 TSMC의 광반도체 공정 준비 속도가 빨라져 양산 일정이 앞당겨질 가능성도 제기된다.
TSMC는 엔비디아와 광 반도체 관련 연구개발(R&D) 협력을 진행해왔던 만큼, 주요 고객사가 될 것이 유력하다. AI 반도체 칩을 광 입출력 장치와 함께 패키징해 상용화할 것으로 관측된다. 이외 AMD·브로드컴 등이 광 반도체에 관심을 가지는 것으로 알려졌다.
TSMC가 선제적 광 반도체 양산 준비에 나서면서 경쟁 우위에 섰다는 게 업계 중론이다. 삼성전자와 인텔이 추격하는 형세다. 삼성전자는 2027년 양산을 목표로 잡고, 기술 개발을 진행 중이다. 인텔 경우 오랜 기간 동안 광 반도체 기술 개발과 사업화를 추진해 온 만큼 강력한 경쟁자로 꼽힌다. 다만 최근 경영난으로 조직 및 사업 재편이 이뤄지고 있어 본격적인 양산 시점을 가늠하기 어려운 상황이다.
권동준 기자 djkwon@etnews.com
