CHIPX, 엔비디아 GPU 1000X 광학 양자칩 공개

생산라인 구축… 연 1만 2000장 웨이퍼 제작 가능

연구진 “포토닉 양자칩, 고성능 연산의 핵심 돌파구”

중국이 복잡한 연산을 기존 방식보다 최대 1000배 빠르게 처리할 수 있다는 포토닉(광 기반) 양자칩을 공개했다. 광자를 이용해 정보를 처리하는 차세대 칩으로, AI 연산과 양자 시뮬레이션, 대규모 데이터센터 효율을 크게 높일 수 있는 기술로 주목된다.

AI·데이터센터 시장 혁신 기술

상하이교통대 산하 연구기관 CHIPX와 스타트업 튜링퀀텀이 공동 개발한 이번 칩은 전자가 아닌 빛을 기반으로 작동한다. 빛은 더 빠르고 더 많은 정보를 전달할 수 있어 기존 GPU나 CPU가 수행하던 고부하 연산을 크게 단축할 수 있다.

개발팀은 특정 유형의 계산에서 엔비디아 최상위 GPU 대비 최대 1000배 성능을 보였다고 밝혔다. 특히 분자 시뮬레이션, 양자 알고리즘 모델링, 대규모 최적화 문제에서 성능 향상이 두드러지는 것으로 알려졌다.

세계적 수준의 고집적 광학 칩… 6인치 웨이퍼에 1000개 이상 소자 집적

새 칩의 특징은 높은 성능뿐 아니라 대규모 집적도에 있다. 연구진은 6인치 리튬 나이오베이트(Thin-film LN) 웨이퍼 위에 1000개 이상의 광학 소자를 집적해 “세계적 수준의 광 집적 기술”을 구현했다고 밝혔다.

이 칩은 고대역폭·저전력 구조를 기반으로, AI 가속기·데이터센터·양자연구 등 다양한 산업 적용이 가능하다. CHIPX는 설계, 제작, 패키징, 검사, 시스템 통합까지 모두 수행할 수 있는 전주기 생산 체계를 구축한 상태다. 현재 연간 약 1만 2000장 규모의 광학 웨이퍼 생산라인을 운영하며, 웨이퍼 한 장당 약 350개의 포토닉 양자칩을 제조할 수 있다.

포토닉 칩은 제작이 까다롭고 대량 생산이 어려운 것으로 알려져 있다. 이번 생산라인 구축은 중국이 글로벌 포토닉 공급망에서 영향력을 확대하려는 신호로 해석된다.

AI·바이오·금융 등 산업 현장에 초기 적용

중국 매체 SCMP 보도에 따르면 이번 칩은 이미 항공우주 계산, 바이오메디컬 분석, 금융 리스크 모델링, 신소재·분자 시뮬레이션 분야에서 시범적으로 활용되고 있다. 포토닉 구조의 빠른 병렬 연산 성능이 고부하 연산에 유리해, 향후 AI 모델 학습·데이터센터 가속기 시장에서 활용 가능성이 높다는 평가도 나온다.

또한 CHIPX는 기존 수개월이 걸리던 포토닉 칩 설계 주기를 약 2주로 단축했다. 포토닉 칩은 기하 구조가 성능에 민감하기 때문에 빠른 설계·제작 반복은 기술 경쟁력 확보에 필수 요소로 꼽힌다.

미국·유럽도 포토닉·양자 투자 확대

포토닉·양자 하드웨어 경쟁은 이미 미국·유럽·중국 중심으로 빠르게 전개되고 있다.

미국 PsiQuantum은 300mm 실리콘 포토닉 제조 추진중이며, EU는 양자·포토닉 공동 R&D 확대하고 있다. 중국의 이번 성과는 차세대 컴퓨팅 기술 경쟁에서 기술 자립과 주도권 확보를 시도하는 것으로 풀이된다.

남아 있는 기술적 과제… 안정성·범용성 검증 필요

포토닉 시스템은 제조 결함과 온도 변화에 민감해, 신뢰성 확보가 향후 핵심 과제로 꼽힌다.

전문가들은 “이번 칩의 높은 성능에도 불구하고, 대규모 상용화까지는 기술적 검증이 더 필요하다”고 지적한다. 특히 장기적 안정성, 칩 간 성능 편차, 에러율 및 노이즈 특성, 실제 데이터센터 환경에서의 범용 처리 성능 등은 아직 공개 정보가 부족하다.

AI·양자·데이터센터 시장에 영향력 확대할 가능성

전문가들은 이번 기술이 AI 가속기 시장의 에너지·속도 문제를 해결할 수 있는 새로운 대안이 될 수 있다고 전망한다. 다만 장기 운영 데이터와 실제 산업 적용 결과가 쌓이기까지는 추가 시간이 필요하다는 점에서, 앞으로 2~3년이 중국 포토닉 양자칩 기술의 성패를 가를 시기로 평가된다.