들어가며 이 글은 새 뉴스레터 Elementary, Dear Watson의 첫 번째이자 마지막 무료 글입니다. 친한 친구 덕분에 쓰게 되었습니다. 그 친구가 우리 모국어로 늘 상기시켜주듯(一份材料一份話，沒有材料不說話, 근거가 있어야 말하고, 근거 없이는 말하지 않는다), 저는 항상 제 역량 범위 안에서, 실무적·이론적으로 확실히 이해하는 사안에 대해서만 이야기합니다. 특정 원칙상, 코패키지드 옵틱스에 대해 의견을 내는 많은 분들(매도측이든, 매수측이든, CPO 회사 내부 인사든)의 말을 일일이 반박하는 것은 할 수 없습니다. 적어도 무료로는요. 코패키지드 옵틱스는 기저 물리학, 엔지니어링, 경제성에 대한 희소하고 고급한 전문 지식을 요구하는 고도의 기술 분야입니다. 기본을 모르고 CPO에 투자하면 큰 대가를 치릅니다. 대만 대립광(Largan)의 한 임원이 뒤늦게 깨달았듯이 말입니다. CPO는 상당한 투자와 전문 노하우가 필요한 고정밀 사업입니다. 기본을 안다는 것만으로도 핵심적인 경쟁 우위가 될 수 있습니다! (상업 주간지 商周의 관련 기사 제목 및 인용 구절) 독특한 배경 저는 CPO의 다양한 측면에 대해 기술적, 금융적, 문화적 역량을 갖추고 현실적인 시각을 제시할 수 있는 몇 안 되는 미국인 중 하나라고 생각합니다. 중서부 출신으로서 저는 출신 학교나 경력이 객관적인 본질을 이해하는 데 그리 중요하지 않다고 생각하지만, 그래도 굳이 말씀드리자면, 고향의 작은 리버럴 아츠 칼리지에서 물리학과 수학을 전공했고, EDA 회사에서 전자-광자 설계 자동화 소프트웨어 개발에 종사한 경력이 있습니다. 저는 독일어권 문화에 깊은 애정을 갖고 있고(많은 고정밀 광학·유리 업체들이 DACH 지역의 미텔슈탄트/소형주 기업들입니다), 광동 출신으로 대만인도 중국 본토인도 아닙니다. 사랑하는 홍콩은 반도체 분야에서 거의 존재감이 없지만, 신계(新界) 청의(青衣)에 위치한 ASMPT가 작지만 점점 커지는 CPO 노출도를 갖추고 있어 주목할 만한 업체입니다. 이번 주말에 베이 에어리어에 있을 예정입니다. 토요일 6/6은 사우스 베이(팔로알토, 산호세, 산타클라라 등), 일요일 6/7은 샌프란시스코에 있을 것이니, 관심 있는 독자분들은 커피라도 한 잔 하고 싶으시면 DM 주세요. 참고로 CPO 분야 심층 글을 위해서는 Substack의 Fabian, Damnang, PhotonCap, Chad, PhotonEra, Latent Value를 읽어보시길 권합니다. Winway 코패키지드 옵틱스 강연 Winway는 대만의 테스트 장비 회사로, 투자자들에게 CPO를 소개하는 강연을 얼마 전 개최했습니다. 강연 영상은 여기서 보실 수 있습니다. 강연은 만다린(중국어)으로 진행되었으나 슬라이드는 모두 영어입니다. 다만 대만식 만다린, CPO, 테스트 분야에 익숙하지 않으면 놓치는 뉘앙스가 있을 수 있어, 슬라이드가 자명하지 않은 경우 추가 맥락을 설명하겠습니다. https://www.youtube.com/watch?v=wiH6d4m9o4o 통신 붐과 버스트가 한 세대 전 제 어린 시절에 일어났고, 당시 저는 찰스 카오라는 홍콩인을 우러러보았습니다. 광학 R&D는 오랜 시간이 걸리기 때문에, 시장 출시 시간을 단축하기 위해 IP와 경험 있는 인력을 함께 확보할 수 있는 M&A가 거의 항상 더 나은 선택입니다. 거시적으로 보면, 포토닉스는 아직 작지만 전자공학 대비 매우 빠르게 성장하고 있습니다. 시스템 수준에서 포토닉스가 가져다주는 이득이 크기 때문입니다. 물론 Collins Sun이 언급했듯이 엔지니어링과 경제성 측면의 도전 과제들도 많습니다. 도전은 곧 기회입니다(위기엔 위험과 기회가 함께 있습니다). 이 신흥 공급망에서 진정으로 고유한 가치를 더할 수 있는 이들에게는요. 전통 플러거블부터 코패키지드 옵틱스까지의 두 가지 핵심 패러다임과 그 트레이드오프가 명확하게 제시되어 있습니다. 강연자는 전통 플러거블과 CPO 사이의 중간 단계들(NPO, LPO 등)을 건너뛰었습니다. 고등학교 또는 대학교 수준의 전자기학을 공부한 분이라면 당연한 내용입니다. 원론적으로 광학을 사용하면 훨씬 낮은 손실, 더 높은 주파수, 더 긴 전송 거리, EMI 면역성을 얻을 수 있습니다. 다만, 둘 다 동일한 전자기장의 서로 다른 발현이지만 실제 엔지니어링과 경제성은 상당히 다릅니다. 원론적으로 CPO는 AI 반도체 생태계와 관련된 향후 수 세대의 기술에서 시스템 수준의 이점을 가져다줍니다. 앞서 말씀드린 친애하는 친구에게 항상 상기시켜 주었듯이, 이 CPO 시스템의 이상화된 단면도에서 무엇이 보이시나요? 레이저 광원이 어디에 있나요? 왜 그럴까요? 이건 독자 여러분께 남기는 숙제입니다. 전반적인 추세는 시스템 전체의 폼팩터를 점점 더 작게 만들어 대역폭, 전력 소비, 레이턴시 등을 크게 개선하는 방향입니다. 물론 현재 이후의 수치들은 예측치일 뿐입니다. 실리콘 포토닉스 공급망에 대한 매우 유용하지만 아마 완전하지는 않은 지도입니다. SEMIVISION과 Leonardo Boquillón의 것과 조금 비슷해 보입니다. 어쨌든 저도 직접 실리콘 포토닉스 공급망 지도를 작성 중이니 기대해 주세요. 광자 집적 회로(PIC)에 무엇이 들어가는지를 매우 양식화된 형태로 보여주는 도식입니다. PIC는 '광자를 위한 칩'이라고 생각하시면 됩니다. 절대 잊지 마세요, 광자 집적 회로(PIC)에는 항상 전기 집적 회로(EIC)가 함께 존재합니다! 당연하게 들리지만 일반인들에게는 종종 놓치는 부분입니다. 물론 전체 삽입 손실은 PIC를 어떤 재료 플랫폼으로 만드느냐, 그리고 어떤 파이버-칩 커플러를 사용하느냐에 달려 있습니다(가장 일반적인 것은 그레이팅 커플러와 엣지 커플러이며 각각 장단점이 있습니다). 수동 PIC에서 저손실을 원한다면, Irrational Analysis가 어딘가에서 언급했듯이, LPCVD 방식으로 증착된 실리콘 질화물 도파로를 사용하는 것이 좋습니다. 이 슬라이드는 다양한 종류의 레이저 광원 간의 트레이드오프를 잘 요약해주며, 이는 물론 기저 소자 물리학과 엔지니어링 선택에서 비롯되고 전체 경제성에 영향을 미칩니다. 다시 한번, 친애하는 친구와 독자 여러분께 상기시켜 드립니다. 특히 관련 레이저 공진기 부분의 단면도를 보세요. 다양한 종류의 변조기 요약입니다. 실제로 대량 양산에서 만들어지는 제품은 소자 물리학에서 도출된 트레이드오프 곡선 위의 어느 한 지점으로 결정되며, 이는 엔지니어링과 경제성에 의해 결정됩니다. Irrational Analysis가 어느 시점에 이에 대해 쓴 적이 있지만, 과거 Hot Chips Conference 슬라이드를 각 벤더별로 찾아보시면 유사한 정보를 얻을 수 있습니다. 제 소견으로 가장 유용한 접근법은 이미 대량으로 생산된 상업용 PIC의 단면도만 보고 변조기가 왜 사용되는지 근본적인 이유를 이해하는 것입니다. 이건 꽤 직관적인 수동 집적 광자공학 내용입니다. 여기서의 아이디어는, 서로 다른 '색(파장)'의 빛에 데이터를 인코딩함으로써 광학 파장에서 더 많은 데이터를 전송할 수 있다는 것입니다. 실제로는 특정 길이의 각 신호가 유한한 스펙트럼 퍼짐을 가지므로, 인접한 광 채널 간의 누화를 최소화하는 것이 목표입니다. 이 슬라이드는 알아야 할 핵심을 말해줍니다. 그레이팅 커플러는 시스템의 다른 부분에서 삽입 손실과 대역폭 허용 오차를 감수할 수 있다면 가장 확장성이 높은 커플러입니다. 웨이퍼 레벨의 테스트와 패키징을 가능하게 해서 최종 CPO 시스템의 전반적인 제조 가능성을 높입니다. 물론 전체 삽입 손실과 편광 무감도가 중요한 경우에는 엣지 커플러가 선호됩니다. 네, 다양한 광학 엔진과 광학 엔진 커넥터들이 있습니다. 다시 강조하지만, EIC와 PIC 간의 서로 다른 통합 방식에 따라 엔지니어링과 경제성은 상당히 다릅니다. 각 EIC-PIC 통합 방식의 확장성은 독자 여러분께 숙제로 남깁니다.다시 말하지만, 단면도에서 무엇이 보이시나요? 맞습니다. 우리는 아직 초기 단계로, 스펙이 다양하고 맞춤형 솔루션이 많습니다. 유용한 표준은 오직 가장 먼저, 가장 많은 양의 고품질 제품을 출하한 벤더에 의해 결정될 것입니다. 독자 여러분은 각 PIC 파운드리/IDM의 실리콘 포토닉스 관련 부문이 전체 사업 중 아직은 작은(하지만 엄청나게 빠르게 성장하는) 부분에 불과하다는 점을 주목하셔야 합니다. 파운드리에서 일하거나 투자한 경험이 있거나 모리스 창의 회고록을 읽어보셨다면, 가능한 한 빨리 학습 곡선을 올라가는 것이 얼마나 중요한지 아실 겁니다. 다만, 강연자가 이 슬라이드에서 Tower를 왜 빠뜨렸는지 모르겠습니다. Tower에 대해 이미 글을 쓴 Irrational Analysis를 읽어보세요. 테스트는 CPO 생산의 병목입니다. 이것이 병목이라는 것은 순전히 기술적·경제적 고려에서 나온 말입니다. 그 이상도 이하도 아닙니다. CPO 시스템의 단면도를 가만히 보세요. 각 단계에서 테스트하지 않으면 어떤 것이 제대로 작동하는지 어떻게 알 수 있을까요? 다음은 Marvell의 Andrew Yick이 이 과정을 설명한 훌륭한 PIC Magazine 글입니다. 앞서 Andrew Yick의 자료와 함께, CPO 테스트 흐름을 시각화하는 데 도움이 되는 요약 슬라이드입니다. 독자 여러분께 숙제 하나 드립니다. CPO 시스템을 구성하는 각 단계에서 입력과 출력의 가치는 얼마일까요? 다시, 단면도를 보세요… 실용적인 시스템 관점에서 단일 모드 광섬유(SMF)를 사용하고 싶을 것이며, 가장 유명한 것은 Corning SMF-28입니다(물론 다른 변형도 있습니다). 네, 엄밀함을 중시하는 사람으로서 저는 오차 막대가 포함된 것을 보고 기쁩니다. 엔지니어들이 실제로 대량 생산 환경에서 예상되는 변동성 속에서의 제조 가능성(DFM), 테스트 가능성(DFT), 확장성을 고려했다는 뜻이니까요. 제시된 수치들은 타당한 값들입니다. 참고로, 저는 개인적으로 실리콘에서 V-그루브를 만들고 파이버 어레이를 직접 사용한 경험이 있습니다. 다시 한번 강조합니다, CPO 시스템을 실현하는 데 필요한 공차를 제대로 이해하지 못하는 아마추어에게는 이 분야에 설 자리가 거의 없습니다. 능동 정렬은 필요악이지만 비용과 처리량에 영향을 미칩니다. 이상적으로는 대량 양산 상업 제품에서는 피하고 싶은 방식입니다. 두 가지 솔루션 간의 트레이드오프입니다. 레고처럼 쉬워 보인다고 속지 마세요. 결코 그렇지 않습니다. 이 FAU(파이버 어레이 유닛)들은 PIC의 광 커플러와 매우 정밀하게 정렬되어야 합니다. 더군다나, 에폭시(기본적으로 접착제)를 도포하고 경화한 후에도 제자리를 유지하며 크게 움직이지 않을까요? 네, 이제 누군가 CPO에 대해 이야기하면 이 슬라이드를 보여주겠습니다. 다시 말하지만, 제 시각은 단순합니다. 문제가 많을수록 CPO 시스템의 최종 고객에게 고유한 가치를 더할 수 있는 이들에게는 더 많은 기회가 있습니다! 각 테스트 단계와 레벨(다이, 웨이퍼, 패키지, 모듈)에서의 기회를 생각해보세요. 각 단계에서의 테스트 강도를 상상해보세요. 물론 이 흐름은 전자 분야에서 이미 존재하지만, 광학 및 광전자공학 테스트 시장은 아직 블루오션입니다. 친구들인 Fabian, Damnang, PhotonCap의 관련 글들을 읽어보세요. 이상적으로는 전기 및 광학 영역 모두에서 고처리량으로 웨이퍼 레벨에서 테스트하고 싶을 것입니다. 다시, 단면도를 보세요! 다이 레벨 테스트에 관한 슬라이드입니다. PIC와 EIC를 패키징한 후에도 추가 테스트를 해야 합니다. 패키지 레벨 테스트가 어떻게 보이는지입니다. 모듈 레벨 테스트가 어떻게 보이는지입니다. 다시 강조하지만, CPO 시스템에 수반되는 공차를 생각하면 겉으로 보이는 것처럼 쉽지 않습니다. 특정 상업 제품에 대해서는 언급하지 않겠습니다/ 직접 실사를 하세요. TSMC의 COUPE 플랫폼 단면도입니다. 앞서 말씀드렸듯이, 저는 그레이팅 커플러가 포함된 것을 보고 기쁩니다. 왜일까요? 단면도를 보면 답이 있으며, 이것도 독자 여러분께 남기는 숙제입니다. 미래 기술을 가능하게 하는 데 필요한 발전 방향을 보여주는 CPO 로드맵 예측입니다. 맞습니다. 전기-광학 인터페이스를 엔지니어링하는 것은 어렵습니다. 미래에는 비전통적인 배경을 가진 다학제적 인재들의 매우 긴밀한 공동 설계가 필요할 것입니다. PhotonCap, Fabian, Chad 같은 T자형 엔지니어들처럼요. 구리를 아직 무시하지 마세요. 광학과 구리는 서로 다른 틈새 영역(전송 거리 등)에서 오랫동안 공존할 것이며, 코패키지드 구리(CPC)도 역할이 있습니다. 다시 한번, 단면도를 보면 무언가가 눈에 들어올 것입니다. CPO와 CPC는 생태계 내 벤더들이 다릅니다. 자, 이제 강연자가 Winway가 제공하는 것들에 대해 이야기합니다. 저는 항상 미래의 기술적 도전 과제들을 보면 흥분됩니다. 그것은 기저 원리를 확실히 이해하며 실제로 실행하여 고객의 중요한 기술적 문제를 해결할 수 있는 기업에게 더 많은 가치가 돌아간다는 뜻이니까요. 더 이상 덧붙이지 않겠지만, 이 문제들을 해결하려면 기저 원리를 확실히 이해하는 희귀한 인재들이 필요합니다. AI 칩 수요에 의해 점점 커지는 인터포저(TSMC)에는 기계적 고려 사항이 따릅니다. AI 칩 수요에 의해 점점 커지는 인터포저(Intel)에도 기계적 고려 사항이 따릅니다. 근거리 기술들의 전기적 성능 측면에서의 트레이드오프입니다. 광통신 맥락에서는 더 깨끗한 '아이 다이어그램'이 선호됩니다. 산업이 왜 그냥 구리를 계속 사용할 수 없는가? 여기에 몇 가지 이유가 제시되어 있습니다… SNR 패널티와 DSP 복잡도에 주목하세요. 차세대 GPU의 열 밀도를 생각해보세요. 열 엔지니어에게는 정말 흥미진진한 시대입니다! 유기 기판이 아닌 유리를 고려하는 이유들입니다(TSMC의 첨단 패키징 기술에 관한 대만 현지 언론의 진지한 기사들을 읽어보세요). 이런 패키지를 위한 첨단 패키지 테스트 솔루션을 실행하고 제공할 수 있는 이들에게는 엄청난 기회입니다(크기, 핀 수, 속도, 열 밀도가 커질수록 복잡도는 함께 증가합니다)! 반도체 테스트에 이미 익숙한 분이라면 낯익어 보일 것입니다. 그렇지 않다면 친구 Damnang의 글들을 읽어보세요. 이제 강연자가 제품에 대해 이야기하므로, 특별히 언급할 것이 없습니다. 중요한 것은 오직 하나, 고객이 자신들의 제품에 사용하기 위해 Winway 제품을 퀄리피케이션했느냐입니다. 관련 특허들(일부는 아마도 번체 중국어로 되어 있을)을 읽어보면 좋겠습니다. 학부 시절에 번체 중국어의 중요성을 알았더라면, 그때 대만이나 사랑하는 홍콩(제 모교 UChicago가 마싱링에 센터를 갖고 있습니다)에서 시간을 보냈을 것입니다. 그런 의미에서, 저는 현재 Himax의 이 특허를 읽고 있습니다. 강연이 정말 길었지만, 그래도 좋았습니다. 무려 두 시간짜리 훌륭한 강연이었습니다. 예상 타임라인입니다. 포토닉스 분야에서 일하거나 투자하기에 정말 흥미진진한 시대입니다! 다시 한번, 단면도를 보세요! 결론 AI와 관련한 수많은 저질 글들 속에서, 이 짧은 글이 몇 가지를 명확히 하는 데 도움이 되길 바랍니다. 이 글 중 AI가 쓴 부분은 없으며, 전적으로 제가 직접 썼습니다. 어린 시절부터 마찬가지였지만, 저는 항상 영어, 독일어, 번체 중국어로 된 1차 자료만을 직접 읽고, 기저 물리학·엔지니어링·경제성의 제1원리에서 출발해 기술에 대한 독립적인 판단을 내립니다. 다시 한번 말씀드리지만, 이번 주말에 베이 에어리어에 있을 예정입니다. 토요일 6/6은 사우스 베이(팔로알토, 산호세, 산타클라라 등), 일요일 6/7은 샌프란시스코에 있을 것이니, 관심 있는 독자분들은 커피 한 잔 하고 싶으시면 DM 주세요. https://elementarydearwatson.substack.com/p/winway-copackaged-optics-cpo-talk?utm_source=share&utm_medium=android&r=1m27y1&triedRedirect=true