AI networking: scale-across and scale-in infrastructure: 스케일어크로스 AI 네트워킹이 광인터커넥트의 새로운 대형 시장을 만들 수 있다

개요

이 Global AI Trend Tracker는 지리적으로 분산되는 AI 훈련과 추론이 네트워크 아키텍처를 어떻게 바꿀지 분석한다. Nomura는 다수의 데이터센터를 연결하는 스케일어크로스와 기업 데이터를 AI 컴퓨팅에 연결하는 스케일인이 고성능 광학 및 네트워크 장비의 새로운 수요원이 될 것으로 본다.

핵심 견해

Nomura는 AI 모델 훈련 규모가 수조 개 파라미터를 넘고 추론 수요가 기하급수적으로 증가함에 따라, 기존 스케일업 및 스케일아웃 아키텍처가 제약에 직면하고 있다고 주장한다. 스케일업은 단일 노드 또는 랙 내 GPU를 연결하고, 스케일아웃은 하나의 데이터센터 내 캐비닛을 연결한다. 반면 스케일어크로스는 지리적으로 분산된 데이터센터들을 단일 AI 작업을 실행할 수 있는 통합 컴퓨팅 풀로 연결한다. Nomura는 단일 캠퍼스가 전력, 냉각, 토지 및 네트워크 토폴로지 한계에 도달하면 이 구조가 필요해질 것으로 본다. 보고서는 스케일어크로스를 전통적 DCI와 구분한다. 전통적 DCI는 주로 동기화, 백업, 콘텐츠 배포에 사용되며 100G-400G의 대역폭을 요구한다. 반면 분산 AI 훈련에는 훨씬 높은 대역폭, 낮은 지연시간 및 낮은 패킷 손실률이 필요하다. Cisco는 1mn XPUs를 연결하는 스케일어크로스에 WAN/DCI 네트워크보다 약 14배의 대역폭이 필요하다고 추정한다. 관련 아키텍처는 800G/1.6T 코히어런트 트랜시버, 중공 광섬유, DCI/WAN/메트로 라우터 및 스위치를 활용해 사이트 간 광 백본을 구축한다. Nomura는 코히어런트 광 모듈, 광회로 스위치(OCS), 중공 광섬유를 핵심 기술로 제시한다. IM-DD 모듈의 전송거리는 2km 미만인 반면, 코히어런트 모듈은 빛의 진폭과 위상을 제어하고 장거리 전송 시 신호 손상을 보정해 80-120km까지 확장할 수 있다. Google이 2021년에 처음 제안한 coherent-lite는 단순화한 DSP를 사용해 더 낮은 비용과 전력 소비로 2-20km 전송을 제공한다. Nomura는 이 기술이 스케일아웃, 스케일어크로스 및 DCI에 활용될 것으로 예상한다. OCS는 장거리에서 유연하고 높은 대역폭의 전광 스위칭을 제공할 수 있으며, 중공 광섬유는 유리 대신 공기, 불활성 가스 또는 진공을 전송 매체로 사용해 지연시간을 낮춘다. FiberHome은 차세대 초저손실 중공 광섬유의 전송 지연이 기존 솔리드코어 광섬유보다 31% 낮다고 밝혔다. 보고서는 다수의 광섬유 쌍 연결에 따른 밀도, 전력 및 운영 부담에 대응하는 방식으로 멀티레일 광 전송 시스템을 설명한다. 이는 전용 증폭, 모니터링 및 제어를 갖춘 복수의 고용량 레일을 사용한다. Ciena는 멀티레일 기술이 단일 랙의 광섬유 쌍 수를 32배 늘릴 수 있다고 예상하며, Nomura는 이것이 고속 코히어런트 트랜시버와 고밀도 광 증폭기 수요를 뒷받침할 것으로 본다. 또한 coherent-lite와 OCS를 결합하면 OCS가 소모하는 링크 버짓 여유를 회복해 광 스위칭 아키텍처를 2.4T/3.2T 모듈 시대로 확장할 수 있다고 본다. 스케일인은 컨텍스트 메모리, 스케일업, 스케일아웃, 스케일어크로스와 함께 AI 네트워킹의 한 축으로 제시된다. AI 팩토리 경계에서 DPU와 Ethernet을 통해 사용자 접근, 데이터 처리, 스토리지, 보안 격리 등의 남북 트래픽을 오프로드한다. Nomura는 AI 에이전트가 데이터 전송, 스토리지 및 다중 통신의 복잡성을 높이고, CPU가 스토리지와 보안 작업을 많이 처리하며, 금융 및 헬스케어와 같은 민감 산업은 데이터가 GPU/CPU 클러스터에 들어가기 전 암호화와 격리를 필요로 하기 때문에 Agentic AI 시대에 스케일인의 중요성이 커질 것으로 예상한다. NVIDIA의 BlueField-4, DOCA 및 Spectrum-X Ethernet이 기반이며, 보고서는 BlueField-4가 하드웨어 수준의 Zero Trust 격리, 멀티테넌트 스토리지 오프로드, 18x AI Factory 서비스 대역폭 및 2x 스토리지 가속 성능을 제공한다고 설명한다. 시장 데이터는 Nomura의 성장 논지를 뒷받침한다. Ciena는 네트워크, DCI 및 스케일어크로스 패브릭을 포함한 AI-WAN이 2026-29E에 USD7bn에서 USD14bn으로, 약 30% CAGR 성장할 것으로 예상하며, 스케일어크로스 시장만으로도 2029E에 USD8-10bn에 이를 것으로 본다. 500,000-GPU 클러스터의 경우, 400개가 넘는 광섬유 쌍이 필요한 80km 구간의 스케일어크로스 TAM은 약 USD500mn이며, 증폭기를 제외하면 GPU당 약 USD1,000이라고 Ciena는 추정한다. 인라인 증폭기가 필요한 1,000km에서는 USD1bn, 2,000km에서는 고성능 모뎀으로의 전환을 반영해 USD2bn까지 증가할 수 있다. Cignal AI는 800G ZR/ZR+ 시장이 2025-29E에 145% CAGR로 성장할 것으로 추정하며, OCS 시장은 2025년 약 USD400mn에서 2029E USD2.5bn 초과로 증가해 4년간 약 58% CAGR을 기록할 것으로 예상한다. Coherent는 2030E 글로벌 OCS 시장 규모 가이던스를 USD2bn에서 USD4bn으로 상향했다. Nomura는 개별 데이터센터의 전력 및 토지 제약이 CSP의 도입을 촉진하기 때문에 특히 북미가 더 즉각적인 스케일어크로스 시장이 될 것으로 본다. AWS는 2026년까지 10개 핵심 데이터센터에 중공 광섬유를 배치했다. Microsoft는 2026년 말까지 Azure 글로벌 네트워크에 15,000km를 배치할 계획이며, Google과 Meta도 관련 기술 테스트를 시작했다. 중국도 단일 사이트 전력 및 열 방산 제약에 직면하지만, Nomura는 스케일어크로스가 국내 시장에서 차지하는 비중이 상대적으로 작고 대규모 수요가 아직 변곡점에 도달하지 않았다고 본다. China Mobile의 GSE-DCI는 100km에서 노드당 98% 이상의 훈련 컴퓨팅 효율을 시연했으며, ZTE는 자사 솔루션이 엔드투엔드 지연시간을 약 33% 개선하고 관련 장비, 모듈 및 광섬유를 약 40% 줄였다고 밝혔다. 보고서는 상류의 광전자 칩, 부품, 신형 광섬유 및 트랜시버부터 중류의 네트워크 장비 제조업체, 하류의 CSP, IDC 서비스 제공업체 및 통신 사업자에 이르는 산업 사슬을 제시한다. Nomura는 YOFC가 중공 광섬유 상용화의 수혜를 받고, Zhongji InnoLight와 Accelink이 고속 코히어런트 광 트랜시버 수요 증가의 수혜를 받을 것으로 예상한다. 경쟁은 여러 층위에서 집중돼 있다. Marvell과 Acacia는 400G+ 코히어런트 부품에서 선도적이며, Ciena와 Nokia는 800ZRx 출하를 시작할 것으로 예상된다. Google, Coherent 및 Lumentum은 주요 OCS 사업자로 언급됐고, Corning, YOFC 및 Zhongtian Technology의 2025년 글로벌 광섬유 케이블 시장 점유율은 각각 약 19.52%, 14.57%, 11.43%로 보고됐다.

분석 프레임워크

Nomura는 먼저 스케일업, 스케일아웃, 스케일어크로스 및 스케일인 네트워크의 역할을 비교한 뒤, 데이터센터 제약을 필요한 네트워크 성능과 연결한다. 관련 광학 기술과 가치사슬을 평가하고, 기업 및 제3자 시장 추정치를 사용해 수요를 산정하며, 북미와 중국의 도입 진척도와 경쟁 구도를 비교한다.

방법론 메모

• 산업 분석 프레임워크산업 가치사슬 상·중·하류 전이

  스케일어크로스 AI 네트워킹 가치사슬 분석

  보고서는 CSP, IDC 서비스 제공업체 및 통신 사업자의 수요가 네트워크 장비, 트랜시버, 광섬유, 부품 및 광전자 칩으로 이어지는 경로를 추적한다.

• 산업 분석 프레임워크수급 프레임워크

  TAM 및 도입 수요 분석

  Nomura는 예상 시장 규모, 성장률, 구축 요건 및 기술 도입 근거를 이용해 AI 네트워킹 하드웨어의 잠재 수요를 설명한다.

자산 매핑 및 비교

투자 논리에서 명시된 자산으로의 구조화 매핑(강점, 약점, 비교 대상, 위험).

• YOFC (6869 HK)

  Nomura는 이 회사가 스케일어크로스 네트워크용 중공 광섬유 상용화의 수혜를 받을 것으로 예상한다.

  강점

  중공 광섬유를 양산했고 3개 통신 사업자에 이미 납품한 것으로 보고됐다.

  약점

  스케일어크로스용 중공 광섬유 물량은 향후 2~3년 동안 상대적으로 작을 것으로 예상된다.

  비교

  보고된 2025년 글로벌 광섬유 케이블 시장 점유율은 약 14.57%로 Corning의 19.52%보다 낮다.

  위험

  중국 통신 사업자 수요 부진, AI 네트워킹 사업 또는 해외 확장 부진, 고성능 AI 제품 침투 둔화.

• Zhongji InnoLight (300308 CH)

  Nomura는 이 회사가 고속 코히어런트 광 트랜시버 수요 증가의 수혜를 받을 것으로 예상한다.

  강점

  AI 네트워킹과 관련된 고성능 광 모듈 수요에 노출돼 있다.

  비교

  Marvell, Acacia, Ciena 및 Nokia가 주요 코히어런트 광학 경쟁자인 시장에서 사업을 영위한다.

  위험

  데이터통신 및 통신 수요 부진, 400G 및 800G 모듈 경쟁, 800G/1.6T 제품 업그레이드 지연, 수출 관련 가격 압력.

• Accelink (002281 CH)

  Nomura는 이 회사가 고속 코히어런트 광 트랜시버 수요 증가의 수혜를 받을 것으로 예상한다.

  강점

  최대 20km 상호연결 거리를 제공하는 1.6T coherent-lite 트랜시버에 Marvell DSP 기술을 사용한다.

  비교

  이 회사는 국내에서 이른 시기에 1.6T 코히어런트 광 트랜시버를 출시한 공급업체 중 하나다.

  위험

  광부품 수요 하락, 광 칩셋 R&D 지연, 가격 경쟁 및 마진 희석, 기술 부문 제재.

핵심 데이터

• AI-WAN TAMUSD7bn to USD14bn2026-29E에 대한 Ciena 전망으로, 약 30% CAGR
• 스케일어크로스 TAMUSD8-10bn2029E에 대한 Ciena 경영진의 예상
• 800G ZR/ZR+ 시장 CAGR145%2025-29E에 대한 Cignal AI 추정
• OCS 시장About USD400mn in 2025; above USD2.5bn in 2029ECignal AI 전망으로, 4년간 약 58% CAGR을 시사
• AI 워크로드용 광섬유 케이블 수요 성장77% y-y in 2025E; 26% five-year CAGR in 2025-29ECRU 추정
• 스케일어크로스 대역폭 요건About 14x WAN/DCI1mn XPUs 연결에 대한 Cisco 추정

영향과 시사점

Nomura의 핵심 논지는 AI 컴퓨팅의 지리적 분산화가 광 네트워킹을 기존 DCI 역할에서 더 높은 성능을 요구하는 AI 인프라 계층으로 전환시킨다는 것이다. 보고서는 코히어런트 트랜시버, OCS, 중공 광섬유, 멀티레일 시스템 및 DPU 기반 스케일인 인프라를 이 전환의 주요 수혜 분야로 제시한다.

위험

• 데이터통신 및 통신 시장의 광부품, 모듈 또는 광섬유 수요가 예상보다 약할 수 있다.
• 광 칩셋, 800G 및 1.6T 기술의 제품 개발 또는 업그레이드가 예상보다 느릴 수 있다.
• 가격 경쟁 심화가 마진과 수출을 압박할 수 있다.
• 기술 부문 제재가 악화될 수 있다.