양자포토닉스 (Quantum Photonics) 실리콘 포토닉스 기술ㅣ미래를 밝히는 차세대 기술

 

 

AI 인공지능 이후, 차세대 기술로 일컬어지는 양자컴퓨팅 기술에 필수적인 양자포토닉스(Quantum Photonics)에 대한 시장의 관심이 높아지고 있습니다. '양자포토닉스'가 어떤 기술인지 그 개념과 향후 시장전망에 대해서 자세히 알아보도록 하겠습니다. 

 

 

 

양자포토닉스 실리콘 포토닉스 관련주 Top-Pick

양자컴퓨터, 양자암호 등 양자 기술에 필수적으로 손꼽히는 '양자포토닉스' 기술에 대하여, 국내 코스닥 기업인 쏘닉스가 스위스 룩스텔리젼스(LXT)와 양자포토닉스 파운드리 공급 협약(MOU)을 체결하였다는 뉴스보도와 함께, 뉴스 보도일 쏘닉스의 주가가 급등하는 흐름을 보여주었습니다. 

쏘닉스는 TFLN 기반 포토닉스 직접 회로(PIC) 양산을 위한 업무협약으로 2026년 양산을 목표로 한다고 발표하였습니다.

2024년 11월 기술특례로 코스닥 상장된 쏘닉스는, 상장 이후 큰 폭으로 하락하는 주가 흐름을 보여주었습니다. 하지만 이번 공급협약 체결로 인해, 향후 긍정적인 주가 흐름을 보여줄 수 있는 토대를 마련한 것으로 평가받고 있습니다. 

○ 쏘닉스

▶ 기타 반도체소자 제조업 / RF필터 파운드리 및 SAW필터 개발 

▶ 대만 기업 Tai-saw (TST)로 부터 전략적 투자 유치 / 현재 쏘닉스의 최대주주 임

쏘닉스 기업리포트.pdf

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▶ 국내 유일 6인치 TF-SAW(고성능 필터용) 파운드리 핵심 기술 보유

▶ 2024년 9월, 미국 글로벌 통신반도체(B사) 기업의 퀄테스트 통과, 향후 미국 글로벌 스마트폰 제조사(A사)에 부품 공급으로 인한 실적 개선에 대한 기대감

▶ 스위스 룩스텔리전스와 양자 포토닉스 TFLN(Thin Film LiNb03)을 이용한 포토닉스 직접회로(PIC) 파운드리 공급 양산 협약 체결

▶ 엔비디아 젠슨 황, 대만 TSMC 차세대 실리콘 포토닉스 협력 논의

쏘닉스의 최대주주가 대만 기업 (Tai-Saw Tech)이라는 것과 금번 양자 포토닉스 양산 협약이 시사하는 점에 대한 기대감  

 

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양자포토닉스 기술이란?

양자 포토닉스는 빛의 입자와 파동 특성을 양자역학의 틀 안에서 활용하는 기술입니다. 기존 포토닉스가 빛의 전파와 제어에 중점을 두었다면, 양자 포토닉스는 빛 입자의 양자 상태를 조작함으로써 더 정밀한 데이터 처리를 가능하게 합니다.

 

예를 들어, 양자 포토닉스를 활용한 통신 시스템은 빛의 편광 상태를 이용해 데이터를 인코딩하여 보안성을 강화할 수 있습니다.

 

이는 기존의 암호화 방식보다 해킹 위험을 최소화하며, 금융, 군사, 의료 데이터 보호에 획기적인 변화를 가져올 것으로 기대됩니다.

양자 포토닉스와 글로벌 기술 동향

양자 컴퓨팅과의 융합

양자 포토닉스는 양자 컴퓨터와의 결합을 통해 엄청난 시너지를 발휘할 수 있습니다. 현재 글로벌 기술 기업들은 양자 컴퓨팅 개발을 가속화하며 포토닉스 기반의 칩 설계에 집중하고 있습니다.

 

특히 실리콘 포토닉스를 활용한 양자 컴퓨터는 기존의 전자 기반 시스템보다 더 빠르고 에너지 효율적입니다. 이는 빅데이터 분석, 금융 모델링, 신약 개발 등 연산량이 많은 작업에 적합한 솔루션을 제공합니다.

 

AI시대에 포토닉스가 필요한 이유

빠른 데이터 전송
인공지능(AI) 모델, 특히 딥러닝이나 거대 언어 모델(LLM)과 같은 최신 AI 기술은 엄청난 양의 데이터를 처리하고 학습해야 하는데요. 이러한 데이터를 신속하게 처리하기 위해서는 초고속 데이터 전송이 필수적입니다.

포토닉스 기술은 빛을 사용해 데이터를 전송하기 때문에 기존 전자 기반 전송 방식에 비해 속도가 훨씬 빠르며, 특히 실리콘 포토닉스를 활용하면 데이터 센터 내에서 또는 여러 컴퓨터 간에 데이터를 빛의 속도로 전송할 수 있어, 수많은 데이터가 빠르게 학습 및 처리될 수 있습니다 이러한 속도는 대규모 모델을 학습하거나 실시간으로 데이터를 처리하는 데 필수적입니다.
 
에너지 효율성
AI가 더 정교해질수록 많은 계산 능력과 에너지가 필요합니다. 포토닉스는 전자적 데이터 전송보다 에너지 소모가 적다는 장점이 있는 만큼, 빛을 이용한 전송은 전기 저항과 같은 손실을 최소화할 수 있어 효율적입니다. 

지연(Latency) 최소화
지연, 즉 데이터가 전송되면서 발생하는 시간적 지연은 AI와 머신러닝 응용 프로그램의 성능에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 포토닉스 기술은 빛을 이용해 신호를 전송하므로 매우 짧은 시간 내에 대용량 데이터를 전송할 수 있어, 지연을 크게 줄일 수 있습니다.

 

즉, 빛의 속도로 데이터를 전송하기 때문에 실시간 데이터 처리에서 생길 수 있는 문제를 최소화할 수 있으며,이러한 장점은 자율주행, 스마트 팩토리, AR/VR과 같은 미래형 기술에서 더욱 큰 강점으로 작용합니다.

AI와 빅데이터의 확장성 지원
포토닉스 기술은 여러 개의 고성능 컴퓨터를 네트워크로 연결하여 클러스터 형태로 운영할 때 특히 효과적입니다.

전통적인 전자 기반 연결 방식에서는 데이터 전송 속도나 확장성에 한계가 있지만, 포토닉스를 도입하면 이러한 병목 현상을 해결하고 클러스터 전체의 성능을 최적화할 수 있습니다.

 

차세대 컴퓨팅 아키텍처 구축
현재의 반도체 기술은 물리적인 한계에 점점 가까워지고 있으며, 이러한 한계는 데이터 처리 능력의 발전에 장애가 될 수 있는 반면, 포토닉스는 이러한 한계를 뛰어넘을 수 있는 기술로 여겨지고 있습니다. 이는 단순히 데이터를 전송하는 것을 넘어서, 데이터 프로세싱 자체도 광학 기반으로 할 수 있는 기회를 제공하기 때문입니다.

 

향후 포토닉스 기반의 양자 컴퓨팅과 결합된 기술은 AI 시대의 컴퓨팅 패러다임을 근본적으로 바꿀 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

포토닉스의 응용 분야
전자 장치의 기본 구성 요소가 전자라면, 빛은 포토닉스를 이루는 기본 요소입니다.

빛은 아주 빠르게 움직이는 전자기 에너지를 지닌 작은 입자, 즉 광자로 구성되어 있으며, 이러한 속도 덕분에 포토닉스 기반 시스템은 여러 응용 분야에서 활용되고 있습니다.

 

주요 국가들의 투자

미국, 중국, 유럽 연합을 포함한 주요 국가들은 양자 기술에 대한 대규모 투자를 아끼지 않고 있습니다.

 

- 미국은 ‘National Quantum Initiative’를 통해 연구 자금 지원과 산업 협력을 강화하고 있으며, 민간 기업들도 적극적으로 참여하고 있습니다.

 

- 중국은 2020년 세계 최초의 양자 통신 위성을 성공적으로 발사하며 기술적 우위를 선점했습니다.

 

- 유럽 연합은 양자 플래그십 프로그램을 통해 수백억 유로를 투자하며 기술 선진국들과의 격차를 줄이고 있습니다.

이와 같은 전 세계적인 경쟁은 양자 포토닉스 시장의 빠른 성장을 예고하고 있습니다.

양자 포토닉스의 응용 분야

보안 통신

양자 포토닉스는 양자 키 분배(QKD) 기술을 통해 완벽한 보안을 제공하는 통신 시스템을 구현할 수 있습니다. 이는 해커가 데이터를 탈취하려는 시도를 사전에 감지하고 차단할 수 있는 강력한 도구로, 금융과 의료 데이터 보호에 이상적입니다.

의료 및 생명 과학

양자 포토닉스는 암, 알츠하이머, 희귀 질환 등 다양한 질병의 조기 진단에 활용되고 있습니다. 형광 이미징 기술은 병변을 고해상도로 관찰할 수 있게 하며, 나노스케일의 정밀도로 약물 반응을 측정할 수 있습니다.

 

이는 환자 맞춤형 치료 개발에도 중요한 역할을 하고 있습니다.

 

데이터 센터 및 클라우드 컴퓨팅

글로벌 데이터 센터는 양자 포토닉스를 통해 더 빠르고 에너지 효율적인 데이터 처리를 실현할 수 있습니다. 이는 초대형 언어 모델(LLM)과 같은 AI 기술을 구동하는 데 필수적입니다.

 

예를 들어, 양자 포토닉스 기반 데이터 센터는 기존보다 10배 이상 빠른 데이터 전송 속도를 제공할 수 있습니다.

주식 시장에서의 양자 포토닉스

양자 포토닉스는 장기적인 성장 가능성을 가진 기술로, 주식 시장에서도 주목받고 있습니다. 주요 투자자들은 이 기술이 통신, AI, 에너지 등 여러 핵심 산업을 혁신할 잠재력이 있다고 보고 있습니다.

기술의 발전 단계와 투자 전략

양자 포토닉스는 아직 초기 단계의 기술로, 단기적인 변동성이 클 수 있습니다. 그러나 중장기적으로는 안정적인 성장 궤적을 그릴 것으로 예상됩니다.

 

- 초기 투자자

연구 개발 중심의 기업에 투자하여 장기적인 기술 성장을 기다릴 수 있습니다.

 

- 중기 투자자

상용화 단계에 접어든 기업들을 주목해야 합니다. 이들 기업은 수익 창출이 가시화되며, 시장 점유율 확대에 유리한 위치를 차지할 가능성이 큽니다.

시장의 리스크 요인

1. 기술적 불확실성: 아직 상용화가 이루어지지 않은 기술들은 높은 실패 가능성을 동반합니다.

2. 규제 문제: 국가 간 기술 경쟁으로 인해 특정 국가의 기업들은 규제 장벽에 부딪힐 가능성이 있습니다.

3. 경제 환경: 금리 상승이나 경기 침체는 혁신 기술에 대한 투자 심리를 약화시킬 수 있습니다.

지속 가능한 미래를 향한 양자 포토닉스

양자 포토닉스는 단순히 기술적인 혁신을 넘어, 우리의 일상과 산업 구조를 근본적으로 변화시킬 잠재력을 가지고 있습니다. 빛의 양자적 특성을 활용한 이 기술은 데이터 전송의 속도, 보안, 에너지 효율성을 모두 강화하며, 더 스마트하고 지속 가능한 미래를 만들어가고 있습니다.

전 세계적인 기술 경쟁과 연구 개발의 가속화로 양자 포토닉스는 향후 10년 동안 주요 산업의 게임 체인저로 자리 잡을 것입니다. 투자자들은 이러한 변화를 주의 깊게 관찰하며, 장기적인 성장 가능성에 초점을 맞춘 투자 전략을 세워야 할 것입니다.

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https://n.news.naver.com/mnews/article/092/0002358707?sid=105

쏘닉스·룩스텔리젼스, 양자포토닉스 파운드리 공급 업무협약 체결

https://www.choicenews.co.kr/news/articleView.html?idxno=141494

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https://www.globalepic.co.kr/view.php?ud=202501170908167755abe7dc9896_29

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