인공지능(AI) 산업의 빠른 발전과 데이터센터 확장으로 전력소비량이 급증하고 있는 가운데 원활한 전력 수급 및 전력효율화가 전 세계적인 과제로 떠오르고 있다.
10일 반도체 업계 및 글로벌 금융기업 골드만삭스에 따르면 현재 글로벌 데이터센터 시장의 전력 사용량은 약 55기가와트(GW)로 추산되며 2030년에는 150기가와트(GW)를 넘어설 전망이다.
이에 따라 세계 시장을 주름잡는 주요 빅테크 기업들은 ‘미래 전기 확보’에 사활을 걸고 투자를 늘리고 있다. 기업들이 가장 먼저 눈을 돌린 곳은 대용량의 전기를 생산할 수 있는 전통적인 수단 원자력 발전이다.메타(Meta)는 콘스텔레이션에너지(Constellation Energy Corp)와 일리노이주 클린턴 원전에서 오는 2027년 중반부터 20년간 총 1121메가와트(MW) 규모의 전력을 구매하는 계약을 체결했다.
마이크로소프트(Microsoft)는 콘스텔레이션에너지(Constellation Energy Corp)와 펜실베이니아주 쓰리마일 아일랜드에 위치한 원전 재가동 계약을 통해 전력 수급선을 확보했다.
아마존(AWS)은 고온 가스 원자로 설계업체인 엑스에너지(X-Energy)와 협력해 소형 모듈형 원자로(SMR) 설계 및 인증에 5억 달러(한화 약 6,800억원)를 투자했다.구글은 2035년까지 500메가와트일렉트릭(MWe)급 소형 원자로 배치를 목표로 카이로스 파워(Kairos Power)와 개발을 추진중이며 이들의 첫 원자로는 2030년부터 본격 가동될 예정이다.
하지만 원자력 발전 및 소형 모듈화 원자로(SMR)의 가장 큰 과제는 경제성이다. 노후 원전 및 공장 생산을 통한 소형 모듈화 원자로(SMR)의 비용 절감 효과는 아직 입증되지 않았기 때문이다. 이외에도 고준위 핵폐기물 처리 문제와 핵 확산 위험 등 장애물도 존재한다.
이처럼 원자력 발전이 명확한 한계를 보인 가운데 산업계의 눈은 더 근본적인 미래 에너지원으로 향하고 있다. 미래 전력공급에 각축전이 벌어지는 가운데 차세대 에너지원으로 주목받고 있는 것이 바로 핵융합 발전이다.
‘땅 위의 태양’이라고 불리는 핵융합은 물질이 융합될 때 나오는 에너지를 활용하는 기술이다.
이론상 탄소 배출 없이 무한에 가까운 전기 생산이 가능하다. 기존 원자력 발전보다 7배 높은 에너지 효율과 방사성 폐기물도 적다는 것이 장점이다.하지만 핵융합 발전을 위해서는 1억도(°C)의 플라즈마를 안정적으로 유지할 수 있는 기술과 재료 개발이 필요하다. 당장 급격하게 늘어나는 데이터센터의 전력공급 문제를 해결하기 위한 현실적인 대안이 필요한 상황이다.
이처럼 전력수급에 대한 획기적인 기술 발전이 과제로 남은 상황에서 전력사용의 효율성을 높이는 기술에도 관심이 쏠리고 있다.이에 LS전선을 비롯한 전력기기 관련 기업들과 파두 등 반도체 팹리스 기업들이 각각 안정적인 전력수급과 저전력 기술을 앞세워 글로벌 AI 데이터센터 시장을 적극적으로 공략하고 있다.
LS전선은 늘어나는 AI데이터센터(AIDC) 산업의 성장 속도에 맞춰 해저케이블, 초전도케이블, 초고압케이블 기술 등을 앞세워 미래 시장 선점을 노리고 있다. 최근에는 세계 최대 송전 용량인 525킬로볼트(㎸)급 고온형 HVDC 케이블을 상용화에 성공했다.대한전선은 버스덕트 사업을 확대하며 전용 공장 규모를 3배로 늘렸다. 핵심설비를 신규 도입해 생산 역량을 강화했다.
에폭시로 절연하는 버스덕트는 높은 전압과 고온의 환경에서도 안정적인 성능을 발휘한다. 데이터센터, 스마트 빌딩, 반도체 공장 등 많은 전력을 필요로 하는 대형 건축물에 필수적이다.
데이터센터 전문 팹리스 기업 파두(FADU)는 차별화된 기술로 저전력·고효율 기업용 SSD컨트롤러를 공급하고 있다. 컨트롤러는 낸드플래시 메모리의 성능 및 전력 효율성을 높이는 핵심 장치다.
파두의 Gen5(5세대) 컨트롤러 제품은 세계적인 빅테크 기업 데이터센터에 공급되고 있을뿐만 아니라 엔비디아 블랙웰 서버용 SSD에도 탑재돼 글로벌 기술력을 입증했다. 특히 전력 효율을 2배 이상 개선한 6세대(Gen6) 제품도 내년께 출시를 앞두고 있다.제주반도체는 국내 유일 미국 퀄컴과 대만 미디어텍으로부터 LPDDR 반도체 인증을 획득해 주목을 받은 기업이다.
올해 저전력 메모리인 ‘LPDDR4X’ 제품 출시를 계획하고 있으며 ‘LPDDR5·5X’ 기술 확보와 IoT·웨어러블 시장 확대와 함께 글로벌 메모리 시장에서 영향력을 키우고 있다.
