Ayar Labs, AI 대역폭 병목 현상 해결 위해 5억 달러 투자 유치

광 인터커넥트(Optical interconnect) 선구자인 Ayar Labs는 5억 달러 규모의 시리즈 E 펀딩 라운드를 성공적으로 마무리하며 기업 가치를 37억 5,000만 달러로 끌어올렸습니다. Neuberger Berman이 주도하고 업계 거물인 NVIDIA와 AMD가 지원한 이번 라운드는 인공지능 인프라에 있어 중대한 전환점이 될 것입니다. 생성형 AI(Generative AI)에 대한 데이터 센터의 수요가 급증함에 따라, 구리 기반 전기 인터커넥트의 물리적 한계가 성능 확장의 주요 제약 요인이 되었습니다. Ayar Labs의 자본 투입은 차세대 AI 클러스터의 사실상 표준으로서 실리콘 포토닉스(silicon photonics)로 향하는 광범위한 산업 변화를 시사합니다.

이 상당한 투자금은 Ayar Labs의 광학 I/O 솔루션 대량 생산을 가속화하고, 테스트 역량을 확장하며, 대만 신주에 새로운 운영 허브를 구축하는 데 투입될 예정입니다. 이러한 확장은 회사가 주요 반도체 제조업체의 로드맵에서 공동 패키징 광학(co-packaged optics)(CPO)의 대량 배포를 지원하기 위해 움직이는 시점에 매우 중요합니다.

전력 벽과 구리의 한계

수십 년 동안 무어의 법칙(Moore’s Law)은 트랜지스터 밀도를 높여 컴퓨팅 성능을 주도해 왔습니다. 그러나 거대한 거대 언어 모델(Large Language Models, LLM)과 수조 개의 매개변수를 가진 AI 시대에 병목 현상은 컴퓨팅에서 연결성(connectivity)으로 이동했습니다. 현대의 AI 클러스터는 수천 개의 GPU가 하나의 통합된 컴퓨터처럼 작동해야 하므로 칩 간에 방대한 데이터 전송 속도가 필요합니다.

데이터 전송을 위해 구리 트레이스에 의존하는 전통적인 전기 I/O(입력/출력)는 "물리적 벽"에 부딪히고 있습니다. 데이터 전송 속도가 증가함에 따라 전기 신호는 거리에 따라 감쇠되며, 이를 해결하기 위해 전력 소모가 많은 리타이머와 신호 증폭기가 필요하게 됩니다. 이러한 현상은 데이터 센터의 에너지 예산 중 상당 부분이 데이터 처리가 아닌 단순히 데이터를 이동시키는 데 소비되는 "전력 벽(power wall)"을 형성했습니다.

Ayar Labs는 전기를 빛으로 대체하여 이러한 근본적인 과제를 해결합니다. 이들의 기술은 칩 간 통신을 빛의 속도로 가능하게 하여, 대역폭을 거리 및 전력 소비로부터 분리합니다. 이러한 변화는 단순한 점진적 개선이 아니라, 현재 하드웨어의 한계를 넘어 AI 성능을 확장하기 위한 아키텍처적 필수 요소입니다.

기술 분석: TeraPHY 및 SuperNova

Ayar Labs 플랫폼의 핵심은 칩 인터커넥티비티를 근본적으로 재고하는 두 가지 독점 기술인 TeraPHY™ 광학 I/O 칩렛과 SuperNova™ 광원입니다.

TeraPHY는 컴퓨팅 칩(GPU 또는 CPU 등)과 광섬유 사이의 인터페이스 역할을 하는 전자-광학 통합 회로(EPIC)입니다. 표준 CMOS 공정을 사용하여 제조된 TeraPHY는 프로세서 패키지 내부에서 직접 고밀도 통합이 가능합니다. 이러한 "인패키지(in-package)" 방식은 서버 페이스플레이트 가장자리에 있는 기존의 플러그형 광학 장치와 관련된 전기적 손실을 우회하여, 실리콘 다이에서 직접 초당 테라비트급의 대역폭을 생성합니다.

이를 보완하는 것은 원격 다파장 광원인 **SuperNova**입니다. 레이저가 뜨거운 모듈 내부에 배치되어 신뢰성이 떨어지는 기존 광학 방식과 달리, Ayar Labs는 레이저 광원을 분리했습니다. SuperNova는 서버 랙의 더 시원하고 접근하기 쉬운 위치에 배치될 수 있으며, 광섬유를 통해 여러 개의 TeraPHY 칩렛에 원격으로 전력을 공급합니다. 이 아키텍처는 열 관리를 개선할 뿐만 아니라 하이퍼스케일 데이터 센터 운영자의 핵심 요구 사항인 현장 교체 가능성을 실현합니다.

이 조합은 성능 지표에서 비약적인 도약을 제공합니다:

• 대역폭 밀도: 전기 I/O 대비 최대 1,000배 향상.
• 전력 효율: 전기 SerDes 대비 전력 소비를 4배에서 8배 절감.
• 지연 시간: 분산형 AI 학습 워크로드에서 일관성을 유지하는 데 중요한 초저지연 달성.

경쟁사와 신규 투자자의 전략적 지원

시리즈 E 투자 신디케이트의 구성은 광학 I/O 기술의 보편적 필요성을 강조합니다. **NVIDIA**와 AMD 같은 치열한 경쟁업체들이 동일한 펀딩 라운드에 참여하는 시나리오는 드문 일입니다. 이들의 동시 지원은 광 인터커넥트가 단일 회사의 경쟁 차별화 요소가 아니라, 전체 반도체 생태계를 위한 기초적인 유틸리티로 간주되고 있음을 시사합니다.

Neuberger Berman이 라운드를 주도했으며, Alchip Technologies, ARK Invest, Insight Partners, MediaTek, 카타르 투자청(QIA), Sequoia Global Equities, 1789 Capital을 포함한 다양한 신규 투자 그룹이 합류했습니다. 이들은 Intel Capital, GlobalFoundries, Hewlett Packard Pathfinder와 같은 기존 투자자들과 함께합니다.

Alchip Technologies와 MediaTek의 참여는 특히 주목할 만합니다. 맞춤형 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 시장의 선두주자로서 이들의 참여는 Google, Meta, Amazon과 같은 하이퍼스케일러들이 Ayar Labs의 광학 I/O를 실리콘에 직접 통합하는 맞춤형 AI 가속기를 설계하려는 성장 추세를 나타냅니다.

비교 분석: 전기 vs. 광학 I/O

업계가 광학 솔루션으로 선회하는 것은 가시적인 성능 지표에 의해 추진됩니다. 다음 표는 전통적인 전기 인터커넥트와 Ayar Labs의 광학 I/O 접근 방식의 역량을 대조합니다.

표 1: 인터커넥트 기술의 기술적 비교

대량 배포를 향한 여정

5억 달러의 신규 자본을 바탕으로 Ayar Labs는 기술 검증 단계에서 산업적 규모 확장 단계로 전환하고 있습니다. 신주 시설의 설립은 TSMC 및 주요 패키징 업체와 인접한 글로벌 반도체 공급망의 중심에 회사를 위치시킵니다. 이러한 근접성은 2.5D 및 3D 칩 패키징에 필요한 복잡한 공급망을 조율하는 데 필수적입니다.

이번 펀딩은 또한 UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express) 표준을 중심으로 한 생태계의 성숙을 지원합니다. Ayar Labs는 개방형 표준의 강력한 지지자였으며, 자사의 광학 칩렛이 모든 벤더의 프로세서와 원활하게 인터페이스할 수 있도록 보장해 왔습니다. 이러한 상호 운용성은 메모리, 컴퓨팅, 스토리지가 풀링되고 광학적으로 연결되어 서버 박스의 엄격한 경계를 허무는 "분산형 컴퓨팅(disaggregated computing)" 비전의 핵심입니다.

AI 산업에 미치는 영향은 지대합니다. 모델이 100조 개의 매개변수를 향해 확장됨에 따라 구리의 "연결세(connectivity tax)"는 감당할 수 없는 수준이 되었습니다. Ayar Labs의 성공적인 자금 조달은 AI 인프라(AI infrastructure)의 미래가 빛을 기반으로 구축되어 전례 없는 규모와 효율성의 클러스터를 가능하게 할 것임을 확인시켜 줍니다. 광학 데이터 센터의 시대가 공식적으로 도래했습니다.