싱가포르 생산으로 광학 칩 주목받는 UMC
유나이티드 마이크로일렉트로닉스(UMC)가 광학 모듈 공급업체 이노라이트와 포토닉스 설계업체 사이리로부터 포토닉 집적회로(PIC) 웨이퍼 최대 1만 장의 주문을 확보한 것으로 알려졌다. 사이리의 투자자에는 텐센트의 벤처 투자 부문이 포함돼 있다. 생산은 UMC의 싱가포르 공장에서 진행될 예정이며, 고객들이 컴퓨팅 시스템 간 고속 연결에 필요한 칩 공급을 늘리면 추가 주문도 가능하다.
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업계 추산에 따르면 일부 첨단 포토닉 집적회로 제품의 판매 가격은 기존 CMOS 웨이퍼의 약 7배에 이른다. UMC는 특정 고객이나 주문에 대한 언급을 거부했으며, 가격 추산도 회사가 확인하지 않았다. 보도된 주문의 납품 일정과 금액은 공개되지 않았다.
이번 소식은 UMC 광통신 사업을 형성하는 두 가지 흐름을 보여준다. 인공지능 시스템에서 더 빠른 데이터 전송 수요가 늘고 있으며, UMC는 기존 제조 공정을 활용해 부가가치가 높은 특수 제품을 생산하려 하고 있다. UMC의 기회는 기존 반도체 공장에서 익숙한 전기 신호를 처리하는 동시에 빛을 다루는 칩을 생산하는 데 있다.
UMC와 싱가포르의 SILITH는 지난 7월 싱가포르에서 12인치 실리콘 포토닉스 웨이퍼의 첫 생산분을 출하했다고 발표했다. 개발에서 생산까지 18개월이 걸렸으며, 제품은 주요 클라우드 고객의 인증을 통과했다. 이는 보도된 주문이 기술 개발 프로그램을 넘어 실제 제조 기반을 갖추고 있음을 보여준다.
두 고객사가 맡은 역할
이노라이트는 데이터센터용 광 트랜시버 모듈의 선도 공급업체로, 북미 주요 클라우드 컴퓨팅 사업자와 AI 시장을 대상으로 사업을 펼치고 있다. 이 모듈은 빛을 이용해 데이터를 송수신한다. 이노라이트는 초당 800기가비트와 1.6테라비트로 작동하는 제품 개발을 확대하고 있으며, 이는 각각 800G와 1.6T로 줄여 부른다.
사이리는 실리콘 포토닉스 칩 설계에 주력하며, 싱가포르의 SILITH를 통해 해외 사업을 전개한다. 채널당 100G와 200G로 작동하는 사이리의 PIC 제품은 누적 출하량 800만 개를 넘어섰다. 사이리는 UMC와 채널당 400G를 지원하는 기술도 개발하고 있다.
두 고객사와의 관계를 통해 UMC는 광학 공급망의 서로 다른 영역과 연결된다. 이노라이트는 데이터센터 네트워크에 들어가는 모듈을 만들고, 사이리는 광학 시스템에 쓰이는 포토닉 칩을 설계한다. UMC는 이 설계를 실제 칩으로 구현하는 제조 플랫폼을 제공한다.
보도된 초기 주문량 최대 1만 장은 웨이퍼 기준이며, 사이리의 누적 출하량은 개별 칩 기준이다. 웨이퍼는 여러 칩이 들어 있는 둥근 반도체 소재 조각으로, 이후 칩을 분리한다. 칩의 크기와 생산 수율을 모르면 웨이퍼 주문량을 완제품 수량으로 신뢰성 있게 환산할 수 없다.
AI 네트워크에서 이 칩이 중요한 이유
포토닉 집적회로(PIC)는 칩 안에서 빛을 유도하거나 제어하고 감지하는 기능을 결합한다. 광통신에서는 컴퓨팅 장비 내부의 전기적 작동과 광섬유를 통해 데이터를 전송하는 빛 신호를 연결하는 데 도움을 준다.
일반 전자 칩은 전기 신호를 이동시키고 처리한다. 포토닉 칩에는 빛을 정해진 경로로 유도하는 도파관, 정보를 담도록 빛을 변화시키는 변조기 같은 구조도 필요하다. 이러한 기능을 하나로 결합하려면 특수 제조 공정과 소재 및 치수에 대한 정밀한 제어가 필요하다.
AI 컴퓨팅 시스템에서는 프로세서 간, 데이터센터 간에 대량의 데이터를 전송해야 하므로 고속 연결이 중요하다. 광 모듈은 800G에서 1.6T로, 이후에는 3.2T로 발전하고 있다. 표기된 전송 속도를 기준으로 1.6T는 800G의 두 배 용량이며, 3.2T는 네 배 용량이다.
사이리와 UMC가 개발하는 채널당 400G 기술은 이 발전의 또 다른 단계에 해당한다. 채널은 통신 시스템을 구성하는 개별 데이터 경로다. 채널 속도를 높이면 설계자가 더 빠른 광 제품을 만들 수 있지만, 완성된 모듈의 총속도는 채널을 어떻게 구성하는지에도 좌우된다.
미세 회로 경쟁을 넘어선 제조 경쟁
UMC는 성숙 공정과 특수 광학 제조 기술을 활용해 이 제품들을 개발하고 있다. 이 사업에서는 신뢰성 높은 광학 구조를 대량 생산하는 역량이 중요하다. 이를 통해 UMC는 가장 첨단 컴퓨팅 프로세서를 만드는 것과는 다른 방식으로 AI 인프라 시장에 진출할 수 있다.
타워세미컨덕터와 글로벌파운드리스는 이미 실리콘 포토닉스 제조 플랫폼을 제공하고 있다. 업계에서는 두 회사의 생산능력이 예약이 꽉 찬 상태라고 전하며, 이는 광학 칩 고객들이 추가 제조 파트너를 찾는 배경을 설명해준다. 가동률 수치나 납품 대기 기간은 공개되지 않았다.
TSMC도 관련 기술을 제공하지만, 포토마스크 같은 항목에서 비용이 더 높은 첨단 공정을 사용한다. 포토마스크는 회로 패턴을 웨이퍼에 전사하는 데 쓰이는 원판이다. 광학 칩 설계업체는 웨이퍼 제조 비용뿐 아니라 이러한 개발 비용도 부담해야 한다.
UMC가 내세우는 강점은 기존 공정, 광학 제조 전문성, 12인치 웨이퍼 생산을 결합한 것이다. 수율과 공장 운영을 잘 관리하면 대형 웨이퍼를 통해 생산 규모를 키우고 칩당 제조 비용을 낮출 수 있다. 생산 공정의 일관성도 중요하다. 고객은 서로 다른 생산분의 칩이 예측 가능한 성능을 내기를 원하기 때문이다.
웨이퍼 가격 7배가 바꾸는 매출 구조
추산된 가격 프리미엄은 보도된 사업에서 가장 눈에 띄는 재무적 특징이다. 일부 첨단 PIC 웨이퍼는 일반 CMOS 웨이퍼 가격의 약 7배에 판매되는 것으로 알려졌다. CMOS는 다수의 전자 칩에 널리 쓰이는 제조 방식이다.
고가 제품의 판매 비중이 커지면 UMC의 평균판매가격(ASP)이 상승할 수 있다. ASP는 판매 단위당 평균 매출을 뜻한다. 기존 제품의 가격을 모두 올리지 않더라도 생산 제품 구성을 바꾸면 ASP를 높일 수 있다.
수익성은 광학 웨이퍼의 생산 비용, 웨이퍼에 포함된 양품 칩 수, 개발 비용, 고객이 실제로 사용하는 공장 생산능력에 따라서도 달라진다. PIC 생산에는 까다로운 광학 구조와 집적 공정이 필요해 생산 수율이 핵심 운영 지표다. 수율은 생산된 칩 가운데 요구 사양을 충족하는 비율을 뜻한다.
따라서 UMC의 투자 매력은 가격 배수만으로 설명되지 않는다. 반복 주문, 안정적인 수율, 생산 라인의 지속적인 가동이 뒷받침돼야 매력적인 판매 가격이 장기적인 사업으로 이어진다. 초기 주문량과 추가 구매 가능성은 사업 기회를 보여주며, 계획된 생산능력 확대는 UMC가 목표로 하는 사업 규모를 나타낸다.
두 가지 기술 경로로 확장 추진
UMC의 광통신 사업에는 실리콘 포토닉스 PIC, 박막 리튬 나이오베이트 기술, 첨단 패키징이 포함된다. 싱가포르 공장은 12인치 실리콘 포토닉스 플랫폼의 중심이다.
두 번째 경로는 UMC의 완전 자회사인 광전자 업체 리안잉 옵토일렉트로닉스와 국제 파트너와의 협력을 기반으로 한다. 이 자회사는 광전자 부품과 특수 소재 웨이퍼 제조 경험을 보유하고 있다. 이를 통해 그룹은 기존 전자 칩을 넘어서는 사업에 필요한 지식 기반을 갖추고 있다.
박막 리튬 나이오베이트(TFLN)는 전기장에 반응하는 광학 특성을 지닌 소재의 얇은 층을 이용한다. 이러한 특성은 통신 기기에서 빛을 제어하는 데 유용하다. 이 기술을 개발하면 이미 웨이퍼 생산에 들어간 실리콘 포토닉스 플랫폼과 함께 UMC의 기술 선택 폭이 넓어진다.
광학 부품과 전자 부품을 실제 제품 안에서 효과적으로 연결해야 하므로 첨단 패키징도 전략의 한 축이다. UMC는 제조 공정, 특수 소재, 부품 집적을 하나의 사업 추진 체계로 묶고 있으며, 기술별로 서로 다른 설계 수요를 겨냥한다.
2030년까지 생산능력 확대 계획
UMC는 싱가포르 P4 구역의 실리콘 포토닉스 생산능력 확대를 발표했으며, 대만 남부에 P7 및 P8 시설을 신설하는 계획에도 착수했다. 장기 PIC 생산능력 목표는 월 1만8,000장이다. 장비 설치는 2028년 말 시작할 것으로 예상되며, 2030년 전면 가동을 목표로 한다.
보도된 초기 주문량 최대 1만 장은 향후 월간 생산능력 목표의 약 56%에 해당한다. 이 비교는 계획된 생산 기반의 규모를 보여준다. 다만 주문 자체의 납품 기간은 공개되지 않았다. 월 1만8,000장을 꾸준히 생산하면 연간 21만6,000장에 해당한다.
주요 일정은 다음과 같다.
- 연도 미공개 7월: UMC와 SILITH가 18개월간의 개발을 거쳐 싱가포르에서 생산한 12인치 실리콘 포토닉스 웨이퍼의 첫 생산분 출하를 발표했다.
- 2028년 말: 장기 생산능력 확대 계획에 따라 장비 설치를 시작할 예정이다.
- 2030년: PIC 생산능력을 계획된 최대 규모인 월 1만8,000장까지 확대하는 것을 목표로 한다.
주요 고객사들은 향후 생산능력 배정을 이미 논의 중인 것으로 알려졌다. 생산 공간을 미리 확보하면 고객사는 자체 제품 출시와 공급 약속을 계획하기 쉬워지고, UMC는 새 시설이 완전히 가동되기 전에 수요를 더 명확히 파악할 수 있다.
UMC와 고객사에 달라지는 점
UMC는 특수 제조와 고부가가치 제품을 바탕으로 새로운 성장 동력을 확보할 가능성이 있다. 싱가포르 생산 이정표와 사이리의 기존 칩 출하, 보도된 이노라이트 거래는 UMC의 기술 개발을 고속 광통신 시장에 이미 참여하는 고객사들과 연결한다.
광학 칩 설계업체는 더 빠른 채널과 모듈을 개발하는 과정에서 제조 선택지를 하나 더 확보하게 된다. 클라우드 기업에 공급하는 모듈 업체에는 충분한 웨이퍼 생산능력을 확보하는 일이 데이터센터 연결 속도 향상 수요에 대응하는 데 중요하다. UMC가 밝힌 생산능력 확대 일정은 초기 생산 성과보다 몇 년 뒤에 더 큰 생산능력을 확보하는 계획이다.
당장의 사업 초점은 보도된 싱가포르 주문이다. 장기적으로는 실리콘 포토닉스, 특수 광학 소재, 패키징 전반에 걸쳐 반복 가능한 제조 사업을 구축하는 데 있다. 이 사업이 실질적인 수익 기여로 이어질지는 출하량, 제조 비용, 생산능력 확대에 따른 제품 구성에 달려 있다.
핵심 내용
- UMC는 싱가포르 생산을 위해 이노라이트와 사이리로부터 PIC 웨이퍼 최대 1만 장을 초기 주문으로 확보한 것으로 알려졌다.
- UMC는 특정 고객이나 주문에 대한 언급을 거부했다. 기존 CMOS 웨이퍼의 7배로 추산된 가격은 확인되지 않았다.
- UMC와 SILITH는 18개월의 개발 기간을 거쳐 초기 생산 웨이퍼 출하를 발표했다.
- 사이리의 100G 및 200G 제품은 800만 개 이상 출하됐으며, 사이리는 UMC와 채널당 400G 기술을 개발하고 있다.
- UMC의 장기 PIC 생산능력 목표는 월 1만8,000장이다. 장비 설치는 2028년 말 시작할 것으로 예상되며, 2030년 전면 가동을 목표로 한다.
