루멘텀 홀딩스 같은 광전자 관련 회사 역시 인공지능 수혜로 엄청 성장했다. 한국에선 대한광통신 같은 회사가 데이터센터에 기존의 구리선보다 광통신으로 데이터를 이송시키면 훨씬 더 효율이 올라간다. 그런 광통신에 한번 더 뜨거운 투자 열기를 올릴 만한 아이템이 있다. 바로바로 CPO기판으로 CPO기판은 광집적 초고성능 반도체 기판이다.

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오늘은 AI 반도체 핵심 CPO기판, 대장주 LG이노텍 투자포인트 총정리입니다.

CPO기판이란 스위치칩과 광통신 모듈을 하나의 패키지 안에 배치하는 기판이다. 광통신은 기존의 전기신호를 초고속으로 데이터 전송하며 전기 신호를 더 짧은 거리만 이동할 수 있도록 해준다. 기존의 구리선은 전력 소모와 발열량에 있어서 광통신 모듈보다 효율이 떨어지며 장거리에는 신호가 약해진다. 다만, 광통신 모듈보다는 저렴하다. 반면, 광통신 모듈은 빛으로 데이터를 전송하고 전기소모도 적고 발열량도 적어서 차세대 이동통신망이라 할 수 있다.

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AI데이터센터에는 수천개의 GPU가 연결되어 데이터를 서로 주고받는다. 이때, 구리선만 사용한다면 발열량이나 전기소모량이 많아 냉각기나 변압기의 요구량이 더 커진다. 그래서 CPO처럼 기존의 구리선으로 멀리 연결하지 않고 스위치칩 바로 옆에 광엔진을 배치하여 전기신호가 이동하는 거리를 최소화한다. 결과적으로 속도는 높아지고 전력 소비는 줄어들어 차세대 AI데이터센터 핵심 기술로 떠오르고 있다.

CPO의 구성요소는 ASIC라는 스위치칩, 광엔진, 실리콘 포토닉스, 패키지 기판, 광섬유, 레이저 광원티다. 스위치칩은 AI데이터센터의 데이터를 연산하고 추론, 학습하는 핵심 반도체로 공급처는 엔비디아나 브로드컴이 있다. 광엔진은 전기신호를 빛으로 빛을 전기신호로 변환시키는 엔진이다. 실리콘 포토닉스는 실리콘 칩 내부에서 빛을 제어하여 광신호를 매우 빠르게 전달시킨다.

광섬유도 광엔진에서 나온 빛을 다른 서버나 스위치까지 전달하여 초고속 통신을 담당한다. 그리고 이런 ASIC, 광엔진, 전원부 등을 하나로 연결하는 것이 패키지 기판이고 국내에서는 LG이노텍, 삼성전기가 CPO를 생산하기 위해 연구 중이다.

​LG이노텍은 CPO를 차세대 성장사업으로 타겟화하여 집중투자하고 있다. AI데이터센터 성장과 반도체 시장 확대에 따라 CPO용 기판 기술 개발을 본격화하기 위해 광도파로 개발과 테스트, 실리콘 포토닉스 기술 적용, CPO용 기판 설계, 시제품 평가를 실시하고 있다. LG이노텍이 주목받고 있는 이유로는 고다층 반도체 패키지 기판 기술과 광학 기술과 카메라 모듈 제조 경험이 있기 때문이다.

또한, 실리콘 포토닉스와 광도파로 등 CPO 핵심 기술을 확보하기 위해 선행 기술 개발을 위해 광도파로 샘플 테스트, 전기신호를 광신호로 변환하는 실리콘 포토닉스 기술을 기판에 적용하려고 한다. 현재 성과로는 기술 검증 중이며 업계에서는 LG이노텍이 더 나아가 시제품 제작과 평가를 시작하여 다른 회사보다 한 발자국 더 앞서있다고 평가받는다.

LG이노텍의 CPO 투자포인트는 단순히 기존의 기판 기술이 아니라 AI 데이터센터의 핵심 인프라 기술을 선점한다는 것에 있다. 현재는 서버용 FC-BGA가 핵심 사업이지만 향후 CPO기판이 상용화된다면 제품의 부가가치가 한 단계 더 높아진다. 그렇다면 기존의 스마트폰 카메라 모듈 원툴의 사업에서 벗어나 더 다양하고 다각화된 사업 분야 확대로 먹거리를 더 늘려가는 것이다.

또한, CPO기판 기술은 AI 데이터센터, 네트워크 장비와 반도체에 적용되는 아이템이다. 그래서 LG이노텍이 CPO기판 기술을 상용화한다면 엔비디아나 브로드컴, 구글, 메타 등과 같은 빅테크 기업과의 공급망을 확대시킬 기회가 생기는 것이다. 다만, 아직 선행 단계라 아직 양산화는 못하였기에 실제 투자매력은 양산 성공과 어떤 공급망과 얼마나 많은 고객사를 확보하느냐에 따라 더 향상될 것이다.