광-입출력 AI 칩 시장 크기 및 공유 2026-2035

AI 칩용 광 I/O 시장 규모

전 세계 AI 칩용 광 I/O 시장은 2025년 11억 달러로 평가되었습니다. 이 시장은 2026년 15억 달러에서 2031년 64억 달러, 2035년 140억 달러로 연평균 27.8%의 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 전망되며, 글로벌 마켓 인사이트 Inc.가 발행한 최신 보고서에 따르면在此期间在此期间在此期间在此期间。

시장 성장은 끊임없이 확장되는 AI 데이터센터 인프라, 코패키지드 광학(CPO) 도입 증가, 국내 차세대 반도체 제조 및 실리콘 포토닉스 기술 촉진을 위한 정부 정책, 고속 광 네트워킹 표준 및 프로토콜의 수용과 사용 증가 등에 기인합니다. 또한, 확장성과 전력 효율성을 높이기 위한 실리콘 포토닉스 기반 포토닉 집적 회로 및 광 트랜시버 기술의 지속적인 발전도 시장의 확대를 지원할 것으로 예상됩니다.

AI 칩용 광 I/O 시장은 AI 데이터센터 수의 증가와 전 세계 AI 데이터센터의 급격한 성장으로 인해 기존 전기적 인터커넥트에 비해 더 많은 대역폭과 적은 전력을 제공할 수 있는 솔루션의 필요성이 커지면서Driver by growing number of AI data centers, the exponential growth in AI data centers around the world necessitates the use of solutions that can deliver more bandwidth and less power compared to existing electrical interconnects. 주요 하이퍼스케일 클라우드 기업들은 광 인터커넥트에 대한 투자를 늘리고 있으며, 예를 들어 optical interconnect technologies에 대한 투자는 선도적인 반도체 분야에 투자하는 정부에 의해 주도되고 있습니다. 특히 미국 상무부 CHIPs for America initiative(CHIPS and Science Act)는 국내 반도체 연구, 차세대 패키징, 실리콘 포토닉스에 투자하여 AI 컴퓨팅 인프라와 차세대 칩의 속도를 높이고 광 인터커넥트 기술의 발전을 촉진할 계획입니다.^{[1]미국 칩스, nist.gov}

또한, 실리콘 포토닉스 생산 및 반도체 생태계에 대한 공공 투자가 시장의 성장을 크게 견인하고 있습니다. 전 세계 국가들이 AI 하드웨어 및 포토닉스 제조 역량 강화를 위한 자국 반도체 공급망에 대한 투자를 늘리고 있습니다. 예를 들어 유럽은 AI 칩용 광 I/O 시장을 지원하기 위한 반도체 생태계를 구축하고 있습니다. 2026년에는 EU 칩스 법안 하에서 EU 차원의 첫 번째 반도체 제조 프로젝트 4개에 6억 5,900만 유로의 국가지원금을 승인했습니다. 유럽 위원회(EC)의 이니셔티브는 유럽의 반도체 공급망을 공고히 하고, 실리콘 포토닉스 및 차세대 AI 칩과 같은 혁신 기술의 내수 생산을 촉진하여 시장의 광 I/O 솔루션 성장을 견인할 계획입니다.^{[2]유럽 칩스 법안, europe.eu}

AI 칩용 광 I/O 시장은 2022년 1억 2,200만 달러에서 2024년 6억 690만 9,000달러로 꾸준히 성장했습니다. 이는 AI 데이터센터의 급속한 성장, HPC에 대한 지속적인 투자, CPO 및 실리콘 포토닉스, 새로운 광 인터커넥트 솔루션에 대한 투자 증가에 기인합니다. 또한 하이퍼스케일러들의 에너지 요구사항, PIC 기술의 발전, 포토닉스 제조 지원 정부 정책, 초고속 광 연결성의 새로운 사용 사례 확산으로도 성장이 뒷받침되었습니다.

AI 칩용 광 I/O 시장 동향

• 공동 패키징 광학(CPO) 채택은 AI 프로세서와 네트워크 스위치에 직접 광학 엔진을 통합하여 상당한 전력 감소와 대역폭 밀도 향상을 제공함으로써 AI 인프라를 혁신하고 있습니다. 이 개발은 2023년경 하이퍼스케일러들이 기존 전기적 인터커넥트의 한계를 극복하기 위한 새로운 길을 모색하면서 본격적인 주목을 받기 시작했습니다. CPO는 2035년까지 AI 데이터 센터에서 상업적으로 확산되면서 차세대 AI 클러스터에 필요한 확장성을 제공하며, 미래 설계에서 발생할 대역폭과 전력 제한 문제를 해결할 것입니다.
• AI 칩 제조사와 HPC 플랫폼 또한 실리콘 포토닉스 기술의 발전으로 광학 입출력(I/O) 구현을 빠르게 가능하게 하고 있습니다. 2022년경 칩 제조사와 반도체 파운드리들이 광학 집적 회로(PIC)와 광학 칩릿에 대한 투자를 대폭 늘리면서 광학 I/O의 활용이 본격화되었습니다. 이러한 추세는 2034년까지 지속될 것으로 예상되며,在此期间 생산 능력 증가와 정부 차원의 반도체 프로그램으로 인해 속도 향상과 지연 감소, 그리고 더 나은 전력 효율성이 실현될 것입니다.
• 초고속 광 Ethernet은 AI 네트워크 아키텍처를 혁신할 것으로 보이며, 2023년에는 AI 모델의 복잡성이 증가하고 대규모 GPU 클러스터가 등장하면서 주요 발전이 이루어졌습니다. 2035년까지 클라우드 서비스 제공업체들이 800G 및 1.6T Ethernet 네트워킹 아키텍처를 재정비하면서 더 높은 대역폭을 제공하고 네트워크 병목 현상을 완화하여 워크로드 성능을 향상시킬 것으로 예상됩니다.
• 차세대 AI 가속기 칩 간 인터커넥트 시장에서 광 칩릿 아키텍처 채택이 증가하고 있으며, 2024년경 새로운 차세대 AI 칩과 광 칩릿 기반 아키텍처를 연결하는 중요성이 부각되면서 칩릿 인터커넥트 기술의 채택이 시작되었습니다. 이는 전기적 인터커넥트의 한계를 우려한 칩 제조사들의 노력에서 비롯되었습니다. 이러한 추세는 2035년까지 이종 인터커넥트 기술, 패키징 솔루션, 칩 스태킹 기술의 발전으로 더욱 확산될 것이며, 모듈형 AI 시스템 설계와 확장성을 촉진하고 시스템 전력 소비를 감소시킬 것입니다.

광학 I/O for AI 칩 시장 분석

제품 유형에 따라 광학 I/O for AI 칩 시장은 선형 플러거블 광학(LPO), 공동 패키징 광학(CPO), 근접 패키지 광학(NPO), 패키지 내 광학 I/O(OIO), 온보드 광학(OBO)으로 나뉩니다.

• 선형 플러거블 광학(LPO) 세그먼트는 2025년 시장을 주도하며 63.2%의 점유율을 차지했습니다. 이 세그먼트는 기존 데이터 센터 인프라와의 호환성과 CPO로의 전환 시 복잡성 감소로 인한 비용 효율성 덕분에 주목받고 있습니다. LPO는 다른 광학 I/O에 비해 가장 높은 대역폭과 가장 낮은 전력 소비를 제공하며, AI 워크로드에 적합합니다. LPO가 제공하는 고속 및 저전력 소비는 하이퍼스케일 클라우드 제공업체와 AI 기업에서 선호하는 선택지가 되었습니다.
• 공동 패키징 광학(CPO) 세그먼트는 차세대 AI 칩과 하이퍼스케일 AI 데이터 센터를 지원하기 위한 초고속 대역폭, 저지연, 에너지 효율적인 인터커넥션 수요 증가로 인해 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 40.3%로 성장할 것으로 예상됩니다. CPO는 플러거블 광학 모듈의 통합 benefits를 뛰어넘어 광학 엔진을 스위치, AI 칩 및 기타 장치와 칩 패키지 수준에서 통합합니다.

기술별로 AI 칩용 광 I/O 시장은 실리콘 포토닉스(SiPh), 인듐 포스파이드(InP), 박막 리튬 니오베이트(TFLN), 이종/하이브리드 통합 및 기타로 나뉩니다.

• 실리콘 포토닉스(SiPh) 부문은 2025년 시장을 주도했으며, 그 가치는 6억 1,130만 달러에 달했습니다. 실리콘 포토닉스는 CMOS 공정 호환성, 높은 집적 능력, 그리고 규모에 맞게 비용 효율적으로 고대역폭 및 저전력 광 인터커넥트를 생산할 수 있는 능력 덕분에近年来 상당한 시장 입지를 확보했습니다. 하이퍼스케일 데이터 센터, AI 가속기 및 고성능 컴퓨팅 시스템 전반에 걸쳐 SiPh의 광범위한 배치가 시장의 수요를 견인하고 주요 반도체 기업들의 높은 투자로 이어졌습니다.
• 이종/하이브리드 통합 부문은在此期间 36.9%의 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다. 실리콘 포토닉스를 인듐 포스파이드, 리튬 니오베이트 및 기타 반도체와 단일 패키지에 공존시키는 방식으로 통합하는 기술입니다. 이러한 통합은 우수한 레이저 성능, 높은 광 효율, 높은 대역폭 밀도 및 전력 손실을 줄일 수 있는 장점을 제공합니다. 최신 AI 프로세서, 광 칩릿 및 코-패키지드 광학 기술의 개발이 AI 컴퓨팅 및 네트워킹 인프라에서 이 부문의 수요를 견인하고 있습니다.

용도별로 AI 칩용 광 I/O 시장은 AI 학습, AI 추론, 데이터 센터 네트워킹 및 스위칭, HPC 및 과학 컴퓨팅으로 나뉩니다.

• AI 학습 부문은 2025년 시장을 주도했으며, 그 가치는 5억 8,870만 달러에 달했습니다. AI 학습은 대규모 대역폭과 초저지연 성능이 대규모 언어 모델(LLM) 훈련, 생성형 AI 모델 훈련 및 하이퍼스케일 AI 모델 훈련을 지원하기 위해 필요하기 때문에 시장의 큰 부분을 차지하고 있습니다. 이 부문은 하이퍼스케일 AI 애플리케이션의 급속한 성장으로 AI 슈퍼컴퓨터, GPU 클러스터 및 고속 광 인터커넥트의 설치가 증가하면서 성장하고 있습니다.
• AI 추론 부문은在此期间 33.5%의 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다. 생성형 AI의 빠른 상용화, 실시간 AI 어시스턴트, 자율 시스템 및 엣지 AI 애플리케이션과 같은 저지연 요구 사항이 시장의 급속한 성장을 견인할 것입니다. 추론 가속기, 클라우드 AI 애플리케이션, AI 엔터프라이즈 워크로드 및 추론 규모를 위한 광 인터커넥트의 설치가 AI 추론 부문의 시장을 견인할 것입니다.

이 시장을 형성하는 주요 세그먼트에 대해 자세히 알아보기

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북미 AI 칩용 광 I/O 시장

북미는 2025년 AI 칩용 광 I/O 산업에서 57.8%의 점유율을 차지했습니다.

• 북미에서는 주요 AI 칩 벤더, 하이퍼스케일 클라우드 기업 및 실리콘 포토닉스 제조업체의 존재로 인해 시장이 성장하고 있습니다. NVIDIA, Marvell, Ayar Labs, Intel, Microsoft, Google, Meta와 같은 기업들은 AI 인프라에 대한 투자를 늘리며 AI 학습 및 추론 워크로드를 위한 고속, 저지연 인터커넥트에 대한 강한 수요를 이끌고 있습니다.
• 미국의 CHIPS 및 과학법, 캐나다의 반도체 혁신 프로그램과 같은 정부 및 반도체 제조업체의 투자로 북미는 2035년까지 리더십을 유지할 것으로 보이며, AI 데이터 센터 확산, 코-패키지드 광학(CPO) 상용화, 미래 AI 네트워크 인프라에서 실리콘 포토닉스 채택을 위한 상당한 연구 개발이 진행될 것입니다.

미국 AI 칩용 광 I/O 시장은 2022년과 2023년에 각각 7,160만 달러와 1억 6,020만 달러의 가치를 기록했습니다. 이 시장은 2024년 3억 3,970만 달러에서 2025년 6억 250만 달러로 성장했습니다.

• 미국의 경우 AI 인프라에 대한 대규모 투자를 비롯해 최첨단 반도체 제조 공정과 실리콘 포토닉스 기술이 시장의 성장을 견인하고 있습니다. 이는 CHIPS 및 과학법에 따른 연방 기금 증가, 하이퍼스케일 AI 데이터센터 건설 투자, 그리고 고성능 AI 컴퓨팅을 지원하기 위한 광 I/O 기술의 확산에 대한 주요 기술 기업들의 지속적인Commitments를 포함합니다.
• 예를 들어, 미국 국방부 주도의 제조 혁신 연구소(USMII) AIM 포토닉스가 미국 내 통합 포토닉스 제조 역량 강화를 위한 노력으로 주목받고 있습니다. 이 연구소는 산업계, 학계, 정부 간 협력을 통해 실리콘 포토닉스, 포토닉 집적 회로, 고급 패키징 및 선도적 AI·방위·광 네트워크 역량 개발 인재 양성을 촉진할 것입니다.^{[3]미국 국방부(DoD) 제조 프로그램, manufacturingusa.com}

유럽 AI 칩용 광 I/O 시장

유럽 AI 칩용 광 I/O 산업은 2025년 3억 3,930만 달러 규모를 기록했으며, 예측 기간 동안 상당한 성장이 예상됩니다.

• 유럽 시장은 지역 반도체 제조 역량 강화, 실리콘 포토닉스 연구, AI 인프라 구축을 위한 정부의 지원으로 확장되고 있습니다. 유럽 칩법, 호라이즌 유럽, 칩스 JU(Chips JU) 등 다양한 이니셔티브가 광 인터커넥트, PIC, 고급 패키징에 대한 유럽의 투자를 촉진하여 반도체 산업을 육성하고 있습니다.
• 유럽의 하이퍼스케일 데이터센터, AI 슈퍼컴퓨팅, 기타 고급 광 네트워크 인프라 adoption 증가로 대륙 내 광 I/O 기술에 대한 수요가 높아지고 있습니다. CPO, 실리콘 포토닉스, 저전력 고성능 광 인터커넥트에 대한 투자가 주요 반도체 기업, 클라우드 하이퍼스케일러, EU의 선도 연구 기관들에 의해 이루어지면서 상용화에 기여하고 있습니다.

독일은 유럽 AI 칩용 광 I/O 시장을 주도하며 높은 성장 잠재력을 보여주고 있습니다.

• 독일은 뛰어난 반도체 생산 능력, 광학 및 포토닉스 분야의 세계적인 연구 기관, 마이크로일렉트로닉스 연구를 장려하기 위한 정부의 상당한 인센티브를 바탕으로 유럽 광 I/O 시장을 주도하고 있습니다. 프라운호퍼 연구소, 라이프니츠 연구소, 주요 반도체 제조사 등이 AI와 고성능 컴퓨팅 솔루션을 목표로 포토닉 집적 회로(PIC), 실리콘 포토닉스, 광 패키징 기술 개발에 actively 참여하고 있습니다.
• 예를 들어, FMD는 협력 연구 개발 활동을 확대하고 있으며, BMBF의 지원으로 실리콘 포토닉스, 포토닉 집적 회로(PIC), 고급 패키징, 이종 집적 프로그램 등을 AI와 고성능 컴퓨팅의 미래를 위해 추진하고 있습니다. 이 프로그램은 FMD가 독일 반도체 생태계와 광 I/O, 코패키지드 광학(OPO) 등 핵심 기술 역량을 강화하는 데 기여합니다.^{[4]독일 연방정부, bund.de}

아시아 태평양 AI 칩용 광 I/O 시장

아시아 태평양 AI 칩용 광 I/O 산업은 예측 기간 동안 31.2%의 최고 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다.

• 아시아 태평양 시장은 중국, 일본, 대한민국, 대만, 인도를 비롯한 각국의 AI 인프라, 반도체 제조, 초대규모 데이터센터에 대한 상당한 투자로 급속한 성장을 보이고 있습니다. 실리콘, 실리콘 포토닉스 및 고급 패키징의 현지 생산을 촉진하는 정부 인센티브 또한 AI 워크로드 발전과 채택을 위해 광 인터커넥트 솔루션 개발을 가속화하고 있습니다.
• 이 지역은 코-패키지드 옵틱스(CPO), 포토닉 집적 회로(PICs), 광 네트워킹 분야의 혁신을 주도하는 주요 실리콘 파운드리, 광 컴포넌트 공급업체, AI 하드웨어 공급업체의 중심지입니다. 생성형 AI 애플리케이션, 클라우드 서비스, HPC에 대한 수요 급증과 아시아 태평양 전역의 800G 및 1.6T 네트워크 채택 증가로 광 I/O 시장이 급성장하고 있습니다.

인도의 AI 칩용 광 I/O 시장은 아시아 태평양 시장에서 상당한 연평균 성장률(CAGR)로 성장할 것으로 추정됩니다.

• 인도 시장은 반도체 제조에 대한 정부 지원 증가, AI 배포를 지원할 인프라 확충, 전자제조업체 성장으로 광 I/O 기술 분야에서 가장 강력한 성장 기회를 제공하고 있습니다. 인도의 반도체 미션(ISM)과 같은 정부 프로그램 지원 및 국내 데이터센터 투자 확대로 정교한 반도체 패키징과 광 인터커넥트 생태계에 대한 혁신과 투자가 활발히 진행되고 있습니다.
• 예를 들어, 전자정보기술부에서는 AI 데이터센터, 반도체 제조, 인도의 반도체 미션 2.0을 지원하기 위한 주요 과제를 추진하고 있으며, 2026~2027년 예산안을 통해 세계적 수준의 국내 AI 컴퓨팅 능력, 칩 설계 및 반도체 제조 인프라 구축을 위한 예산이 책정되었습니다. 이는 AI 데이터센터에서 차세대 광 네트워킹 및 광 I/O 기술에 대한 상당한 수요를 창출할 것으로 예상됩니다.^{[5]메이티 MEITY(전자정보기술부) 공식 보도자료}

중동 및 아프리카 AI 칩용 광 I/O 시장

사우디아라비아의 AI 칩용 광 I/O 산업이 중동 및 아프리카에서 상당한 성장을 이룰 전망입니다.

• 사우디아라비아는 비전 2030의 일환으로 AI, 클라우드 컴퓨팅, 디지털 인프라 채택을 확대하며 시장에서 주목할 만한 성장을 보이고 있습니다. 다양한 initiative를 통해 사우디아라비아는 초대규모 데이터센터, 고급 반도체 설계, AI 컴퓨팅 능력을 구축하고 있으며, 고속 광 인터커넥션 및 실리콘 포토닉스 솔루션의 활용을 확대하고 있습니다.
• 또한 글로벌 테크 조직과의 전략적 협력과 AI 혁신에 대한 지속적인 투자로 국내 디지털 및 반도체 생태계가 더욱 강화되고 있습니다. 고성능 컴퓨팅(HPC) 단위, AI 연구 센터, 차세대 네트워크 인프라에 대한 수요 증가로 코-패키지드 옵틱스(CPO), PICs 및 광 I/O 장치의 사용이 촉진될 것입니다.