CPO는 전력 문제를 풀지만 2026년 모듈 비중은 작다

10월 29일 SK하이닉스 뉴스룸에 한양대 김영현 교수의 기술 노트가 올라왔다. 제목은 "GPU가 수만 개인데 AI는 왜 아직 기다리나"이고, 답은 데이터 이동이다. 연산 칩이 빨라질수록 병목은 메모리와 네트워크로 옮겨 가고, 네트워크 쪽 해법으로 실리콘 포토닉스와 CPO(Co-Packaged Optics, 광학 엔진을 스위치 칩과 한 패키지에 올리는 방식)가 소개됐다. 이 글은 SK하이닉스 공식 입장이 아니라 외부 교수의 기고라는 단서가 페이지에 붙어 있다. 그래도 메모리 회사의 뉴스룸이 HBM과 CPO를 "같은 문제의 다른 지점"으로 묶었다는 점은 투자자가 눈여겨볼 만하다. 그래서 이 글은 하나를 묻는다. CPO가 주장하는 전력 절감은 어디까지 믿을 수 있고, 그것이 HBM과 D램 수요, 그리고 반도체 기업의 실적에는 언제 어떤 경로로 닿는가. 기술 설명은 줄이고 숫자의 범위와 시점을 중심으로 본다. 이 글의 해석은 작성자 판단이며, 인용한 수치는 각 발표 주체의 주장 또는 추정이다.

가설

강세 가설: CPO는 곧 AI 서버 지출의 새 축이 된다. NVIDIA는 2025년 3월 발표에서 CPO 스위치가 기존 방식보다 3.5배 높은 전력 효율, 4분의 1 수준의 레이저 개수, 10배 높은 네트워크 복원력을 낸다고 했다. 전력이 데이터센터 증설의 가장 단단한 제약이라면, 같은 전력으로 GPU를 더 올릴 수 있게 해 주는 기술은 빠르게 퍼질 것이다. 이 가설이 맞다면 2026년 안에 CPO 스위치 출하가 눈에 띄게 늘고, 추정 점유율이 한 자릿수 중반 이상으로 올라가야 한다.

약세 가설: CPO는 느리게 퍼지고, 그 사이 기존 방식이 버틴다. SK하이닉스 뉴스룸 글은 CPO의 과제로 레이저 광 공급, 광섬유 정렬, 발열 칩 옆에서의 신뢰성, 부품 하나의 불량이 패키지 전체에 번지는 수율 문제를 직접 꼽았다. 탈착식 모듈을 유지하면서 DSP를 빼 전력을 줄이는 LPO와 스위치 칩 근처에 광학 엔진을 두되 같은 패키지에는 넣지 않는 NPO도 병행 후보다. 이 가설이 맞다면 2026년 CPO 비중은 1% 아래에 머물고, 구리와 탈착식 광모듈이 당분간 주류를 지켜야 한다.

두 가설은 관측 신호가 다르다. 강세는 출하 점유율과 고객사 채택 시점, 약세는 신뢰성 자료와 대안 방식의 병행 로드맵을 가리킨다. 아래 검증은 이 신호를 1차 자료와 보도에서 찾아 비교한다. 한 가지 더, 이 글은 "CPO가 좋은 기술인가"를 묻지 않는다. 전력 절감이 사실이라는 것과 그것이 반도체 기업의 올해·내년 실적을 바꾼다는 것은 다른 명제다. 두 번째 명제가 투자자에게 필요한 질문이다.

검증

1) 전력 절감 숫자의 범위. NVIDIA 발표문은 "기존 방식 대비" 3.5배 전력 효율이라고만 썼고 기준 구성은 밝히지 않았다. 2025년 8월 NVIDIA 개발자 블로그는 조금 더 구체적이다. 탈착식 트랜시버 방식은 인터페이스당 전력이 "종종 30W"이고 CPO는 "최저 9W"라고 했다. 30W를 9W로 나누면 약 3.3배인데, 이는 "종종"과 "최저"라는 성격이 다른 두 값을 나눈 단순 예시일 뿐이다. 헤드라인 3.5배의 산출 기준과 이 값이 어떻게 다른지는 확인하지 못했다. 전기 손실도 같은 글에 나온다. 200Gb/s 채널에서 탈착식은 최대 22dB, CPO는 약 4dB다. 신호가 지나는 전기 경로가 짧아져서 보상 회로가 줄어든다는 설명과 맞다. 이 숫자들은 모두 NVIDIA가 자기 제품에 대해 낸 값이며 독립 측정은 확인하지 못했다.

2) 범위를 좁힌 다른 실측. SK하이닉스 뉴스룸 글은 메타가 2025년 유럽광통신학회(ECOC)에서 CPO 스위치 시스템 평가 결과를 발표했고, 광 인터커넥트 부분의 전력이 비교 대상 탈착식 구조보다 약 65% 낮았다고 전한다. 이 65%는 스위치 전체 전력이 아니라 광 인터커넥트 부분만의 감소다. 시험 조건에서 연결 안정성이 확인됐다고도 하지만 조건이 무엇인지는 글에 없다. NVIDIA의 30W(종종)와 9W(최저)를 단순 나눈 약 70%와 메타의 약 65%는 비교 대상과 조건이 서로 달라 하나의 절감률로 묶을 수 없다. 둘 다 큰 폭의 감소를 가리킨다는 방향만 같고, 일반적인 절감 폭은 이 자료로 단정하지 않는다. 스위치 한 대나 데이터센터 전체 전력에서 차지하는 비중도 별개의 문제다.

3) 시점: 트렌드포스의 추정. 2026년 3월 트렌드포스(I-Connect007 게재)는 AI 데이터센터용 광트랜시버 모듈 중 CPO 비중이 2026년에 약 0.5%에 그칠 것으로 추정했다. 2030년 전망은 약 35%이지만 같은 기사 안에서 분모가 "광통신 모듈"과 "AI 데이터센터"로 달리 표기돼 있어 단일 수치로 쓰기는 어렵다. 도입 순서는 NVIDIA 루빈 세대의 랙 간(scale-out) 전송이 먼저이고, 여러 랙을 잇는 scale-up 광 인터커넥트는 루빈 울트라나 파인만 세대에서 빠르면 가능하다고 했다. 같은 기사는 브로드컴이 랙 내부 초단거리 연결에서는 구리가 "최소 2028년까지" 우세할 것으로 본다고 전한다. 이는 약세 가설의 핵심 근거다. 반면 강세 쪽 신호로는 NVIDIA가 루멘텀과 코히런트에 각각 20억 달러씩 모두 40억 달러를 투자하고 다년 구매계약을 맺었다는 내용이 같은 기사에 있다. 공급망에 돈이 먼저 들어간다는 것은 2027년 이후의 수요를 겨냥한다는 뜻으로 읽힌다.

4) 출시 일정. NVIDIA는 2025년 3월 발표에서 Quantum-X Photonics 인피니밴드 스위치를 "올해 후반(later this year)", Spectrum-X Photonics 이더넷 스위치를 2026년으로 예고했다. 2025년 8월 블로그는 이를 각각 2026년 초와 2026년 하반기로 적었다. 인피니밴드 제품의 상용 시점은 2025년에서 2026년 초로 옮겨졌고, 이더넷 제품은 "2026년"이 "2026년 하반기"로 구체화됐다. 시점이 옮겨진 이유는 자료에 없으므로 기술적 원인과 연결하지 않는다. 이 글을 쓰는 시점에 Spectrum-X Photonics의 실제 출하 확인 자료는 찾지 못했다.

5) 가설 판정. 강세 가설이 요구한 "2026년 점유율 한 자릿수 중반"은 트렌드포스 추정 0.5%와 거리가 크다. 약세 가설이 요구한 "1% 아래, 구리·탈착식 병행"은 추정치와 브로드컴의 구리 전망, SK하이닉스 글의 LPO·NPO 병행 설명이 모두 지지한다. 즉 2026년 채택이 느리고 비중이 작다는 점에서는 약세 가설이 맞다. 다만 이것은 2026년 채택 속도에 대한 판정이고, 절감 폭이 상당하고 공급망 선투자가 있다는 사실이 보여 주는 장기적 기술·시장 중요성은 별개의 질문이다. 이 구분이 아래 결론의 뼈대다.

6) HBM과의 관계. SK하이닉스 글의 논리는 이렇다. HBM은 GPU 패키지 안에서 짧고 넓은 전기 경로로 데이터를 공급하고, CPO는 GPU 시스템을 잇는 네트워크 구간에서 전기를 빛으로 바꾼다. 둘은 서로 다른 지점의 대기 시간을 줄이므로 대체재가 아니다. 이는 설명이지 수요 증거가 아니다. 두 기술의 수요가 같은 방향으로 움직이는지는 별도 자료가 있어야 하는데, 이번 자료에는 CPO 도입이 HBM 출하를 늘린다는 직접 숫자가 없다.

결론

현재 근거로 가장 유력한 결론은 이렇다. CPO의 광 인터커넥트 부분 전력 절감은 메타 평가(약 65%)와 NVIDIA 주장이 모두 큰 폭의 감소를 가리켜 실재할 가능성이 높지만 일반적인 절감률은 조건에 따라 달라지며, 2026년에는 소규모 채택이고(트렌드포스는 랙 간 전송이 첫 채택 대상, 여러 랙을 잇는 scale-up은 루빈 울트라·파인만 세대 이후로 본다), 2027년까지 소규모에 머문다는 것은 작성자의 시나리오이며, 반도체 기업 실적에 의미 있게 반영되는 시점은 이번 자료로 특정하지 못한다. 2026~2027년에 반영될 직접 근거(기업별 CPO 매출·가이던스)가 없다는 것까지만 말할 수 있고, 그 이후 시점은 이 글이 판단하지 않는다. 근거는 세 가지다. 첫째, 서로 다른 조건의 두 출처가 모두 큰 폭의 감소를 가리킨다(메타 평가는 광 인터커넥트 부분 약 65%, NVIDIA는 종종 30W 대 최저 9W). 둘째, 트렌드포스가 2026년 비중을 약 0.5%로 추정했고 브로드컴이 랙 내부 초단거리 연결에서 구리를 2028년까지 우세로 본다(랙 간 연결에 대한 전망은 아니다). 셋째, NVIDIA의 CPO 스위치 상용 시점이 인피니밴드는 2026년 초, 이더넷은 2026년 하반기로 적혀 있어 2026년 중 대량 출하 근거는 아직 없다. 확률로 쓰면, 2026년 말까지 CPO가 AI 데이터센터 광모듈의 3%를 넘을 가능성은 낮다고 본다. 이 확률은 근거의 무게를 말로 옮긴 작성자 판단이며 계산값이 아니다.

이 결론이 틀리는 조건은 분명하다. 하나, 트렌드포스나 다른 조사기관이 2026~2027년 CPO 비중 추정을 큰 폭으로 올린다. 둘, Spectrum-X Photonics가 2026년 하반기에 대량 출하에 들어간다. 셋, 대형 클라우드 업체가 CPO의 장기 운영 신뢰성(불량률, 교체 비용)을 수치로 공개해 약세 가설의 핵심 불안을 해소한다. 셋 중 하나라도 확인되면 채택 전망을 상향하는 쪽으로 결론을 고친다. 반대로 NVIDIA의 제품 일정이 한 번 더 밀리거나 LPO가 같은 전력 목표를 더 싼 비용으로 달성한다는 자료가 나오면 소규모 채택 기간이 더 길어진다고 고쳐 읽는다. 마지막으로 다음에 확인할 숫자는 NVIDIA의 다음 분기 실적 자료에 나오는 Photonics 스위치 출하 언급과 광학 부품 기업들의 분기 실적에서 나오는 CPO 관련 매출 언급이다.

인사이트

업황. 메모리 업황의 단기 변수는 여전히 D램·NAND 가격과 HBM 배분이고, CPO는 여기에 직접 닿지 않는다. 다만 데이터센터 증설의 병목이 전력이라는 인식이 퍼질수록, 같은 전력에서 GPU와 메모리에 더 많은 몫을 돌려주는 기술이 장기 수요의 상한을 올리는 방향으로 작용한다. 그래서 CPO는 "HBM 수요 증가의 원인"이 아니라 "수요가 전력에 막히는 시점을 늦추는 보조 요인"으로 읽는 편이 안전하다.

실적. 한국 메모리 기업의 2026~2027년 이익 추정에 CPO를 넣을 근거는 아직 없다. 직접 수혜가 거론되는 쪽은 레이저·광학 부품(루멘텀, 코히런트 등), 패키징을 맡는 TSMC의 COUPE 계열, 스위치 ASIC 업체다. 올해 CPO의 모듈 비중이 0.5%로 추정된다는 점에서 규모가 작을 것으로 짐작되지만, 모듈 비중이 곧 개별 기업의 CPO 매출은 아니므로 실제 매출은 확인하지 못했다. SK하이닉스는 뉴스룸에서 이 주제를 다루며 AI 시스템 전체의 병목을 설명하는 메시지를 냈지만, 이는 홍보와 기술 서사의 영역이다. 실적 가이던스나 설비투자 변화로 이어졌다는 자료는 이번에 확인하지 못했다.

밸류에이션. 시장이 CPO 테마를 앞당겨 반영하면 광학·패키징 주변 종목의 기대 이익이 2026~2027년 현실보다 먼저 가격에 들어갈 위험이 있다. 반대로 메모리 주식은 CPO 뉴스에 크게 반응하지 않을 것이라는 것도 확인이 필요한 가설이다. 그래서 메모리 종목이 CPO 이야기로 오른다면 실적 근거가 아니라 기대 이동일 수 있다는 것이 하나의 가설이다. 이를 확인하려면 CPO 관련 보도일 전후의 주가 반응을 같은 기간의 D램·NAND 가격 지표, 실적 발표, 시장 전체 수익률과 분리해 봐야 하고, 이 글은 그 가격 데이터를 확인하지 않았다.

시나리오. 기본 시나리오(가능성 가장 높음)는 2026~2027년 소규모 채택과 LPO·탈착식 병행이다. 강세 시나리오는 Spectrum-X Photonics의 하반기 출하가 순조롭고 루빈 세대에서 랙 간 전송 채택이 예상보다 빨라지는 경우로, 이때는 광학 부품 기업의 CPO 매출 가이던스가 올라간다. 약세 시나리오는 레이저 공급이나 신뢰성 문제로 일정이 더 밀리는 경우로, CPO 대신 LPO와 구리 확장이 2028년 이후까지 이어진다.

다음에 볼 숫자. ① NVIDIA의 다음 분기 실적 자료에서 Quantum-X·Spectrum-X Photonics 출하 언급 유무. ② 트렌드포스의 CPO 비중 추정이 0.5%에서 어느 방향으로 수정되는지. ③ 루멘텀·코히런트의 분기 실적에서 CPO 관련 매출·수주 언급. ④ 대형 클라우드 업체의 CPO 운영 신뢰성 공개 자료. 반증 조건은 위 결론의 세 항목과 같다. 이 글은 투자 권유가 아니며, 인용한 전력·출하 수치는 모두 발표 주체의 주장 또는 조사기관의 추정이다.

출처

1차 자료

• SK hynix Newsroom, [Tech Note] Why does AI still have to wait with tens of thousands of GPUs? How silicon photonics and CPO are building the 'highways of light' (2026-10-29, 한양대 김영현 교수 기고, 회사 공식 입장 아님): https://news.skhynix.com/en/tech-note-series-ep3/
• NVIDIA, NVIDIA Announces Spectrum-X Photonics Co-Packaged Optics Networking Switches to Scale AI Factories to Millions of GPUs (2025-03-18): https://investor.nvidia.com/news/press-release-details/2025/NVIDIA-Announces-Spectrum-X-Photonics-Co-Packaged-Optics-Networking-Switches-to-Scale-AI-Factories-to-Millions-of-GPUs/
• NVIDIA Developer Blog, Scaling AI Factories with Co-Packaged Optics for Better Power Efficiency (2025-08-18, Ashkan Seyedi): https://developer.nvidia.com/blog/scaling-ai-factories-with-co-packaged-optics-for-better-power-efficiency

애널리스트·뉴스

• TrendForce 프레스센터, 같은 보고서 원문 페이지(2026-03-11, 페이지 본문은 직접 열람하지 못했고 숫자는 아래 I-Connect007 게재본으로 확인): https://www.trendforce.com/presscenter/news/20260311-12962.html
• TrendForce (I-Connect007 게재), NVIDIA Architecture Drives Optical Interconnects, CPO in AI Data Centers Rising (2026-03-11): https://iconnect007.com/article/149154/nvidia-architecture-drives-optical-interconnects-cpo-in-ai-data-centers-rising/149151/smt