[메리츠증권 전기전자/IT부품 양승수]
▶ TrendForce: Data center transmission demand drives interest in VCSEL-based NPO
- TrendForce의 최신 보고서에 따르면 데이터센터 네트워크 확대로 데이터 전송 수요가 빠르게 증가하면서 VCSEL 기반 NPO에 대한 관심이 확대
- VCSEL NPO는 낮은 전력 사용량, 상대적으로 쉬운 유지보수, 성숙한 공급망을 강점으로 보유
- Lumentum, Furukawa Electric, Coherent, Broadcom, ams OSRAM, HiSilicon 등 주요 업체들이 VCSEL NPO R&D에 적극 투자 중
- 2027~2028년 사이 여러 VCSEL NPO 솔루션이 출시될 전망
- 단거리 광트랜시버 수요 증가와 맞물려 VCSEL 판매량은 2031년 6.5억개까지 증가할 전망
- 2025~2031년 VCSEL 판매량 CAGR은 38%로 예상
- AI 데이터센터 scale-up 네트워크에서 AEC는 주로 다수의 retimer를 활용해 데이터 손실과 신호 감쇠를 완화
- 그러나 전송 속도가 1.6Tbps 시대로 진입하면서 동축 케이블 내 고주파 전기 신호 감쇠가 크게 증가
- 이에 단거리 전송에서도 VCSEL NPO와 Micro LED CPO 등 광 인터커넥트 기술 전환이 가속화될 전망
- 공급업체 전략 측면에서 Lumentum, Furukawa Electric, Coherent, Broadcom, ams OSRAM, HiSilicon은 scale-up 네트워크 기회를 겨냥해 VCSEL NPO 솔루션을 개발 중
- Coherent, Broadcom, ams OSRAM, HiSilicon은 성숙한 850nm VCSEL과 포토디텍터 조합을 채택해 최대 3.2Tbps 집계 대역폭 구현을 추진
- 다만 850nm 솔루션은 색분산 영향으로 전송 거리와 대역폭의 추가 개선에 한계가 있을 전망
- Lumentum과 Furukawa Electric은 비용이 더 높은 1,060nm VCSEL 솔루션을 채택했으며, Coherent도 해당 방식 채택을 계획 중
- 1,060nm VCSEL은 매우 높은 fiber-coupling 효율, 낮은 분산, 낮은 RIN, 고온 동작 환경에서의 우수한 성능을 제공
- 이에 1,060nm VCSEL은 향후 전송 속도 추가 상승에 더 적합한 솔루션으로 평가
- TrendForce는 Micro LED CPO와 VCSEL NPO 모두 초저전력과 초고밀도 전송을 구현하기 위해 emitter와 receiver array를 ASIC/GPU와 통합해야 한다고 설명
- Micro LED CPO는 장기적으로 bit당 에너지 소모의 이론적 한계에 근접할 잠재력이 있음
- 다만 Micro LED CPO는 대량 전사, 광섬유 호환성, coupling 효율 측면에서 과제가 남아 있으며 공급망도 아직 개발 단계
- VCSEL NPO는 Micro LED CPO 대비 bit당 전력 소모, 유지보수 유연성, 공급망 준비도 측면에서 더 성숙한 상업화 조건을 보유
- 850nm와 1,060nm 솔루션 모두 AI 데이터센터의 고밀도 전송 요구에 대응 가능
- VCSEL NPO는 성능과 현실적 구현 가능성의 균형을 제공하며, 현 단계 scale-up 광 인터커넥트 아키텍처에서 경쟁력 높은 선택지로 부상
- 향후 VCSEL NPO 개발은 전체 성능 개선에 집중될 전망
- 광학 측면에서는 VCSEL 파장과 광섬유 기술 조합을 최적화하는 방향으로 개발이 진행될 예정
- 칩 레벨에서는 개별 VCSEL 데이터 전송 속도를 100G에서 200G 표준으로 높이는 것이 핵심
- 또한 개별 소자 크기 100~200µm의 소형 Micro VCSEL 개발도 진행될 전망
- 더 높은 밀도의 멀티채널 array를 통해 전송 대역폭을 추가로 확대할 수 있음
- 전반적으로 성능 개선, 기술 성숙도 향상, 공급망 준비도 확대가 VCSEL NPO의 경쟁우위를 강화하고 진입장벽 형성을 가속화하는 중
https://buly.kr/GP5hv9k (Trendforce)
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