이 보고서는 아주 큰 컴퓨터들이 서로 연결되어 일하는 방식이 크게 바뀐다는 이야기를 담고 있습니다.
요즘 인공지능(AI) 기술이 발전하면서, 수많은 계산을 빠르게 처리해야 하는데, 이럴수록 컴퓨터들이 서로 데이터를 주고받는 ‘연결’이 훨씬 중요해집니다. 마치 여러 사람이 동시에 큰 일을 하려면 서로 소통이 잘 되어야 하는 것과 같습니다.
문제는 지금처럼 전기 신호로 데이터를 주고받으면 한계가 있다는 점입니다. 너무 느리고 전기도 많이 쓰며 열도 많이 납니다. 그래서 앞으로는 빛을 이용한 ‘광통신 기술’로 이 연결 방식이 바뀔 것이라는 내용이 보고서의 핵심입니다. 빛은 훨씬 빠르고 효율적으로 데이터를 전달할 수 있기 때문입니다.
이러한 변화는 크게 두 가지 영역에서 일어납니다. 첫째, 데이터센터와 데이터센터를 연결하는 큰 길이 빛으로 바뀝니다. 둘째, 데이터센터 안에 있는 컴퓨터들끼리 연결하는 작은 길도 빛으로 바뀝니다.
이러한 변화에 따라, 과거에는 통신 회사들이 주로 네트워크에 투자했지만, 이제는 구글, 아마존 같은 아주 큰 인터넷 회사들이 투자를 주도하게 됩니다. 이 보고서는 이러한 변화 속에서 어떤 회사들이 큰 기회를 얻을지에 대해 자세히 설명하고 있습니다.
예전에는 인터넷망이 주로 우리가 스마트폰이나 컴퓨터로 콘텐츠를 보거나 검색할 때 사용되었습니다. 이때는 우리가 데이터를 요청하고 (업링크), 데이터센터에서 우리에게 결과를 보내주는 (다운링크) 방식이 중요했습니다. 콘텐츠를 안정적으로 잘 보내주는 것이 가장 중요했습니다.
하지만 인공지능(AI) 시대에는 상황이 많이 달라졌습니다. AI가 학습하고 추론하는 과정에서는 여러 대의 컴퓨터와 데이터센터가 동시에 복잡하게 데이터를 주고받아야 합니다. 단순히 요청하고 응답하는 것을 넘어, 컴퓨터들이 서로 실시간으로 대화하듯이 데이터를 끊임없이 교환해야 합니다. 이 때문에 데이터를 보내는 업링크와 받는 다운링크의 구분이 무의미해지고, 모두 다 빠르게 연결되는 것이 중요해지는 것입니다.
따라서 네트워크의 가장 중요한 기준이 단순히 데이터를 많이 보내는 것에서 지연(데이터를 주고받는 데 걸리는 시간), 동시성(얼마나 많은 데이터를 동시에 처리하는지), 안정성(끊기지 않고 잘 연결되는지)으로 바뀌게 되었습니다.
과거에는 통신 회사들이 네트워크를 만들고 관리했습니다. 우리가 내는 통신 요금이 주된 투자 비용이었습니다. 하지만 AI 시대에 들어서면서, 네트워크에서 발생하는 데이터의 대부분은 AI를 운영하는 큰 기업들과 데이터센터에서 나옵니다.
이러한 변화로 인해 네트워크에 돈을 쓰는 주체도 바뀌고 있습니다. 통신 회사들이 차지하는 투자 비중은 줄어들고, 구글, 아마존, 마이크로소프트 같은 ‘하이퍼스케일러’라고 불리는 아주 큰 인터넷 회사들이 투자를 더 많이 하게 됩니다. 이들 회사는 AI 서비스의 품질과 컴퓨터 계산의 효율성을 높이기 위해 빠르고 안정적인 네트워크에 투자를 아끼지 않습니다.
하이퍼스케일러란? 구글, 아마존, 마이크로소프트, 메타처럼 전 세계에 걸쳐 아주 큰 데이터센터를 운영하며 인터넷 서비스를 제공하는 대형 IT 기업들을 말합니다.
하이퍼스케일러들은 자신들의 데이터센터들을 서로 연결하는 데 집중합니다. 이것을 DCI (데이터센터 인터커넥션)라고 부릅니다. AI 시대에는 이 DCI 망의 중요성이 더욱 커집니다. 데이터센터가 하나 늘어나면 연결해야 할 DCI 선은 훨씬 더 많이 늘어나기 때문입니다.
또한, 네트워크 계약 방식도 달라집니다. 과거에는 사용한 데이터의 양에 따라 돈을 내는 방식이었다면, 이제는 ‘SLA (서비스 수준 협약)’라는 방식으로, 네트워크가 얼마나 빠르고 안정적으로 작동하는지를 미리 약속하고 돈을 지불합니다. 만약 약속한 성능이 나오지 않으면 손해를 보상해야 하므로, 네트워크의 성능 보증이 매우 중요해진 것입니다.
DCI (데이터센터 인터커넥션)란? 여러 데이터센터를 서로 연결해주는 고속 통신망을 말합니다. 마치 도시와 도시를 잇는 고속도로와 같습니다.
SLA (서비스 수준 협약)란? 서비스를 제공하는 사람과 받는 사람이 미리 정한 서비스의 품질 기준에 대해 약속하는 계약입니다. 예를 들어, 인터넷 속도나 끊기지 않는 시간 등을 보장하는 것입니다.
이처럼 데이터센터 간 연결(DCI)이 중요해지면서, 관련 기술과 장비를 만드는 회사들이 주목받고 있습니다.
특히 RF머트리얼즈는 루멘텀이라는 큰 회사에 펌프 레이저 패키징이라는 중요한 부품을 공급하고 있습니다. 이 부품은 DCI 망에서 데이터를 멀리 보내기 위해 빛 신호를 강하게 만드는 데 필수적입니다. DCI 시장이 커질수록 RF머트리얼즈의 역할도 더욱 중요해질 것으로 보고 있습니다.
펌프 레이저 패키징이란? 광통신에서 빛 신호를 증폭시켜 멀리까지 보낼 수 있게 해주는 레이저 다이오드(빛을 만드는 작은 반도체)를 안정적으로 보호하고 연결하는 기술을 말합니다.
하이퍼스케일러들이 DCI에 많이 투자한다고 해도, 결국 최종 사용자들이 AI 서비스를 이용하려면 통신사들의 네트워크도 좋아져야 합니다. AI가 처리한 엄청난 양의 데이터를 사용자에게 빠르고 안정적으로 전달하려면, 우리 주변의 도시 내 통신망(Metro 망)과 도시 간 통신망(Long Haul 망)도 그에 맞춰 성능을 높여야 합니다.
따라서 AI 추론 시장이 커질수록, 장기적으로는 통신사들의 네트워크 투자도 늘어날 가능성이 높습니다. 통신사들은 주로 새로운 광섬유를 깔기보다는, 기존에 깔려 있는 광섬유를 최대한 활용하면서 광원이나 광트랜시버 같은 장비의 성능을 업그레이드하는 방식으로 투자를 진행할 것입니다.
Metro 망과 Long Haul 망이란? Metro 망은 도시 안이나 가까운 지역을 연결하는 통신망이고, Long Haul 망은 도시와 도시, 또는 지역과 지역을 멀리 연결하는 통신망입니다.
광원, 광트랜시버란? 광원은 전기 신호를 빛 신호로 바꾸는 장치이고, 광트랜시버는 빛 신호를 전기 신호로 바꾸거나 그 반대의 역할을 하며, 광통신의 시작과 끝을 담당하는 핵심 부품입니다.
대부분의 통신사들은 기존 광케이블을 업그레이드하지만, 미국처럼 아직 광섬유 케이블이 깔리지 않은 지역이 많은 곳은 상황이 다릅니다. 미국의 농촌이나 소외 지역에는 광케이블 자체가 부족하여, AI 데이터센터 증가에 맞춰 새로운 광케이블을 설치해야 하는 수요가 커질 수 있습니다.
이러한 북미 시장 확장은 대한광통신과 같은 광섬유 케이블 제조업체에 새로운 기회가 될 수 있습니다. 대한광통신은 북미 시장 진출을 위해 회사를 인수하는 등 적극적으로 사업을 확장하고 있습니다.
우리나라도 데이터 주권과 안보를 중요하게 생각하면서 정부 주도로 AI 데이터센터를 많이 건설할 계획입니다. 2025년부터 여러 대형 데이터센터 건설이 본격화될 것으로 예상됩니다.
이렇게 국내에 AI 데이터센터가 많이 지어지면, 이 데이터센터들을 연결하는 광통신 인프라에도 많은 투자가 필요합니다. 이는 글로벌 시장 참여가 제한적이었던 국내 광통신 관련 기업들, 예를 들어 대한광통신과 오이솔루션에게 새로운 사업 기회를 제공할 수 있습니다.
지금은 데이터센터 간 연결이나 주요 도시 통신망 투자가 중요하지만, 장기적으로 보면 우리집까지 연결되는 마지막 통신망인 Access 망에 대한 투자도 늘어날 수 있습니다. AI 서비스가 발전하고 사용자가 늘어날수록, 우리 집과 가장 가까운 곳의 네트워크도 성능이 좋아져야 하기 때문입니다.
Access 망이란? 사용자의 집이나 회사처럼 최종 사용자 기기와 통신 사업자의 메인 네트워크를 연결하는 가장 마지막 구간의 통신망을 말합니다.
데이터센터 안에는 수많은 컴퓨터의 핵심 부품인 GPU(그래픽 처리 장치)들이 서로 연결되어 복잡한 계산을 합니다. AI 기술이 발전하면서 GPU의 성능을 계속 높여야 하는데, 지금처럼 구리선을 통해 전기 신호로 연결하면 여러 문제가 생깁니다.
GPU 성능을 높이면 전기를 너무 많이 쓰고 열도 많이 발생합니다. 또, 구리선은 속도가 빨라질수록 신호가 약해지기 때문에, 더 이상 구리선만으로는 빠르게 데이터를 주고받는 데 한계가 있습니다. 그래서 데이터센터 안의 모든 연결이 구리선 대신 빛을 이용한 광통신으로 바뀌는 흐름이 나타나고 있습니다. 빛은 빠르고 전력 소모가 적으며, 열도 덜 나기 때문에 이러한 문제를 해결할 수 있습니다.
GPU란? 컴퓨터에서 그림이나 영상 처리, 또는 인공지능 계산처럼 많은 양의 복잡한 계산을 아주 빠르게 처리하는 데 특화된 핵심 부품입니다. 마치 컴퓨터의 머리 중에서도 아주 똑똑한 계산 담당입니다.
지금까지는 광통신을 위해 플러거블이라는 방식을 주로 사용했습니다. 이 방식은 스위치 칩에서 전기 신호가 나와서 긴 전기 회로를 거쳐 외부의 광 모듈에서 빛으로 바뀌는 방식입니다. 이 과정에서 신호가 약해지고 전력 소모도 컸습니다.
하지만 CPO (Co-Packaged Optics) 기술은 빛을 만드는 부품(광학 엔진)을 스위치 칩 바로 옆에 붙여서 전기 신호가 이동하는 거리를 아주 짧게 줄입니다. 이렇게 하면 신호 손실이 거의 없어지고, 전력 소모도 크게 줄어들며, 데이터를 훨씬 빠르게 주고받을 수 있게 됩니다. 즉, 빛을 만드는 부품과 컴퓨터 칩을 한 묶음으로 만들어서 성능을 극대화하는 기술입니다.
CPO는 전력 효율, 신호 품질, 데이터 전송 밀도를 동시에 향상시켜 전체적인 시스템 운영 비용을 절감할 수 있는 장점이 있습니다. 다만, 고장이 나면 수리가 어렵다는 단점도 있습니다.
CPO (Co-Packaged Optics)란? 빛 신호를 전기 신호로 바꾸거나 그 반대로 하는 광통신 부품을, 컴퓨터의 핵심 칩(예: 스위치 칩)과 같은 패키지 안에 함께 넣는 기술입니다. 이렇게 하면 데이터 전송 속도를 높이고 전력 소모를 줄일 수 있습니다.
엔비디아와 구글은 AI 시스템에서 GPU들을 서로 연결하는 방식을 혁신하고 있습니다.
NVLink란? 엔비디아의 GPU(컴퓨터의 머리)들이 서로 데이터를 아주 빠르게 주고받을 수 있도록 만든 특별한 연결 기술입니다.
OCS (Optical Circuit Switch)란? 전기 신호 없이 빛 신호 자체의 방향을 바꿔서 여러 통신 경로를 연결해주는 스위치 장치입니다. 마치 빛을 이용하는 교통 정리 신호등과 같습니다.
데이터센터 내부가 빛으로 바뀌는 현상은 이제 시작에 불과합니다. 처음에는 데이터센터 안의 랙(서버들이 모여 있는 선반) 사이를 연결하는 데 CPO 기술이 사용될 것입니다.
하지만 앞으로는 GPU와 GPU를 연결하는 NVLink까지 빛으로 바뀌는 ‘광 NVLink’ 시대가 올 것입니다. 이렇게 되면 하나의 랙에 필요한 광원(빛을 만드는 부품)의 수가 지금보다 훨씬 많이 늘어납니다.
더 나아가, 컴퓨터 칩과 칩 사이의 통신(광 I/O)에도 빛이 사용된다면, 광 부품 수요는 정말 엄청나게 늘어날 것으로 예상됩니다. 이처럼 '모든 길은 빛으로 통한다(Everything Goes Optical)'는 시대가 오면서 광통신 관련 시장은 폭발적으로 성장할 것으로 보고 있습니다.
국내 기업 중에서는 티에프이라는 회사가 CPO 테스트에 필요한 부품을 공급하면서 이 시장의 수혜를 입을 수 있는 기업으로 꼽히고 있습니다.
광 I/O란? 컴퓨터 칩과 또 다른 칩 사이에서 데이터를 주고받는 통신을 빛(광 신호)으로 처리하는 기술을 말합니다. 칩 내부의 아주 짧은 거리에서도 빛을 활용하는 것입니다.
이 보고서에서는 위에서 설명드린 광통신 시장의 성장과 함께, 특히 주목할 만한 국내 기업들을 몇 군데 소개하고 있습니다. 각 회사의 사업 내용과 앞으로의 성장에 대한 전망을 간략히 설명해 드립니다.
RF머트리얼즈는 군사용 및 통신용 광통신 패키징을 만들고 파는 회사입니다. 특히 광원(빛을 만드는 부품)을 중장거리 통신에 사용할 수 있도록 포장하는 기술을 가지고 있습니다. 루멘텀이라는 해외 대형 회사에 펌프 레이저 패키징을 공급하며, 이 부품은 데이터센터 간 연결(DCI)에 아주 중요하게 쓰입니다.
DCI 시장이 커지면서 RF머트리얼즈의 실적도 크게 늘어날 것으로 예상됩니다. 실제로 회사는 새로운 공장 부지를 사들이며 생산 능력을 늘리고 있습니다. 앞으로 2~3년간은 실적이 크게 성장하는 시기가 될 것으로 전망하고 있습니다.
대한광통신은 통신용 광섬유 케이블을 만드는 회사입니다. 특히 미국 시장에서 광섬유 케이블 수요가 크게 늘어날 것으로 보고 있습니다. 미국은 아직 광케이블이 깔리지 않은 지역이 많아서, 새로운 통신망을 설치하는 투자가 활발하게 진행될 예정이기 때문입니다.
대한광통신은 북미 시장 진출을 위해 현지 케이블 업체를 인수하는 등 적극적으로 사업을 확장하고 있습니다. 국내에서도 AI 데이터센터가 많이 건설될 예정이어서, 이와 관련된 통신망 투자에서도 기회를 잡을 것으로 기대됩니다. 앞으로 몇 년간은 꾸준히 성장할 수 있는 구간에 진입했다고 보고 있습니다.
오이솔루션은 광트랜시버라는 부품을 만듭니다. 광트랜시버는 전기 신호를 빛 신호로, 또는 빛 신호를 전기 신호로 바꿔주는 핵심 장치로, 통신망이나 데이터센터 네트워크에 필수적으로 사용됩니다.
오이솔루션은 일본 통신사에 광트랜시버를 대규모로 공급할 예정이어서 아시아 지역 매출이 크게 늘어날 것으로 전망됩니다. 또한, 국내에 새로 지어지는 데이터센터에서도 광트랜시버 수요가 발생할 가능성이 있어, 장기적인 성장 기회를 모색하고 있습니다. 현재는 다소 어려운 상황이지만, 일본 시장 매출을 기반으로 실적이 점차 개선될 것으로 예상하고 있습니다.
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