日, AI 광반도체 생산거점 키운다...타워세미컨 5.6조 투자

일본 정부도 1.4조원 지원, GPU 연결 병목 풀 실리콘포토닉스 공급망 확보

일본이 AI 데이터센터 확대로 수요가 늘어나는 광반도체 생산거점 확보에 속도를 낸다. 이스라엘 파운드리 기업 타워세미컨덕터가 일본에 약 5조 6000억원을 투자하고, 일본 정부도 약 1조 4000억원을 지원한다.

25일(현지시간) 톰스하드웨어 등에 따르면 타워세미컨덕터는 2029년 일본 내 광통신 반도체 생산능력을 300mm 웨이퍼 기준 월 4만 5000장으로 늘릴 계획이다. 2025년 대비 약 40배 규모다.

대규모 증설 배경에는 AI 데이터센터가 자리한다. 수백 수천 개의 GPU를 묶어 사용하는 AI 서버는 칩 사이에서 막대한 데이터를 빠르게 주고받아야 한다. GPU 성능이 높아져도 데이터 이동이 이를 따라가지 못하면 전체 시스템 성능이 떨어진다.

실리콘포토닉스 기반 광반도체와 광섬유가 연결된 모습, 사진_imec

이 때문에 전기신호 대신 빛을 이용해 데이터를 전달하는 실리콘포토닉스 등 광통신 기술의 중요성이 커지고 있다. 전력 소비와 발열을 줄이면서 대용량 데이터를 빠르게 전송할 수 있어 GPU와 HBM에 이어 AI 인프라의 핵심 기술로 부상하고 있다.

타워세미컨덕터는 니가타현 아라이 공장을 300mm 실리콘포토닉스와 첨단 광패키징 생산시설로 전환하고 도야마현 우오즈 공장도 증설한다. 1단계 생산체제는 2027년 4분기 가동이 목표다.

우오즈에는 신규 300mm 생산시설도 건설한다. 실리콘포토닉스와 고속 통신용 실리콘게르마늄 반도체 생산을 확대하고 향후 광통신 부품을 AI칩 가까이에 배치하는 코패키지드옵틱스(CPO) 기술도 도입할 계획이다.

전체 투자액 40억 달러 가운데 타워세미컨덕터가 약 30억 달러, 일본 경제산업성이 10억 달러를 부담한다. 일본 정부가 투자액의 4분의 1을 지원하면서 첨단 로직 반도체에 이어 AI용 광반도체까지 자국 내 생산 기반을 넓히는 모습이다.

투자 계획은 지난 7월 처음 공개됐으며, 최근 러셀 엘완거 타워세미컨덕터 최고경영자(CEO)가 니혼게이자이신문과의 인터뷰에서 2029년 월 4만 5000장이라는 생산 목표를 구체화했다. 타워세미컨덕터는 일본을 자사 최대 광통신 반도체 생산거점으로 키울 계획이다.