이건 다이아몬드가 아닙니다.
이 크리스탈에 갈륨이 들어 있다고 믿을 수 있나요?
네, 이것은 일반적으로 GGG라고 불리는 가돌리늄-갈륨 가넷 결정으로, 화학식은Gd₃Ga₅O₁₂입니다. GGG 결정은 대개 초크랄스키(Czochralski)법을 사용하여 성장시키며, 아래에 표시된 것과 같이 크고 고품질의 단결정을 얻을 수 있습니다.
그림 1. 가돌리늄-갈륨-가넷의 크고 고품질의 단결정을 생산하는 초크랄스키법.
그렇다면, 이 매력적인 물체가 AI와 무슨 관련이 있을까요?
현대 AI의 작동 원리 (그리고 문제가 시작되는 지점)
현대 AI는 병렬 컴퓨팅을 기반으로 작동하며, 주로 그래픽 처리 장치(GPU), 텐서 처리 장치(TPU), 그리고 특수 가속기를 사용합니다. 이 작업은 주로 다음을 포함합니다:
- 거대한 행렬(큰 숫자 블록)의 곱셈
- 다음 사이에서 지속적으로 데이터를 이동하는:
- GPU 연산 코어
- GPU 메모리
- 기타 GPU
- 네트워크(스위치, 케이블, 광학 부품)
AI가 대규모로 확장됨에 따라 나타나는 주요 문제 중 하나는 ‘네트워크’, 즉 데이터 이동이 병목 현상이 된다는 점입니다. GPU의 성능이 아무리 빨라져도 전체 시스템의 속도는 여전히 느려질 수 있습니다. 이는 가장 빠른 요리사들조차 좁은 복도로 인해 식당 내 식재료와 요리의 이동이 지연되면서 어쩔 수 없이 기다려야 하는 상황과 비슷합니다.
GGG가 어떤 역할을 하는지
광학 안정성 (광학 “일방향 밸브”)
AI 클러스터의 대역폭 및 전력 부족 문제로 인해 구리선에서 광학 기술로의 전환이 불가피해지고 있는데, 이는 빛이 구리선을 통해 전달되는 전기에 비해 훨씬 더 높은 데이터 전송 속도를 제공하면서도 장거리 전송 시 손실이 적기 때문이다.
그러나 광학 시스템에는 고유한 문제점이 있다. 미세한 반사광이 레이저로 다시 반사되어 노이즈와 불안정성을 유발할 수 있다.
전통적인 해결책은 광 아이솔레이터입니다. 이는 빛이 전방으로 통과하도록 허용하지만, 후방으로 이동하는 것은 차단하는 소자입니다. 많은 고성능 아이솔레이터는 자계 내에서 빛의 편광을 회전시키는, 이른바 ‘패러데이 효과’로 알려진 현상을 보이는 이트륨-철-가넷(YIG)과 같은 자성 광학 가넷 박막을 활용합니다. 또한 이러한 고품질 가넷 박막은 종종 GGG와 같은 가넷 기판 위에 성장되는데, 이는 결정 격자 일치도(YIG 격자 상수: ~12.376Å; GGG 격자 상수: ~12.383Å) 덕분에 결함이 매우 적고 품질이 뛰어난 박막을 생산하는 데 도움이 되기 때문입니다.
조정 가능한 RF/마이크로파 소자 (고속 신호의 정화 및 방향 제어)
AI가 무선 기지국, 위성, 레이더/센서 시스템, 그리고 AI 하드웨어를 제작하고 검증하는 데 사용되는 고주파 시험 장비로 확대됨에 따라, 고주파 대역에서 신호를 선별, 필터링 또는 조정할 수 있는 부품에 대한 수요가 증가하고 있습니다.
YIG 기반 소자는 특정 RF/마이크로파 응용 분야에서 뛰어난 조정성과 성능으로 인정받고 있습니다. 고품질의 YIG 박막은 주로 결정 호환성과 재료 품질이라는 동일한 이유로 GGG 기판 위에 제작됩니다. “연결된 AI 세계”가 확대됨에 따라 고성능 신호 제어에 대한 수요는 계속해서 증가하고 있습니다.
요약
AI 시대에 GGG가 중요한 이유는, 두 가지 핵심적인 확장성 요구 사항을 뒷받침하는 소재 스택을 지원하기 때문입니다:
- 데이터를 효율적으로 전송하기 위해 광학 기술을 더욱 확대합니다.
- 고주파 신호 제어 성능을 향상시켜 시스템을 안정적이고 깨끗하며 조정 가능하게 유지합니다.
GGG는 주연 배우는 아니지만, 무대 뒤에서 전문적인 역할을 수행하는 조력자입니다. AI, 광학, 고주파 기술이 지속적으로 발전함에 따라, 성능과 신뢰성을 조용히 뒷받침하는 소재의 중요성은 그 어느 때보다 커지고 있습니다.
AI 분야에서 인듐 코퍼레이션의 역할
앞서 언급한 바와 같이, GGG는 산화갈륨(Ga₂O₃)과 산화가돌리늄(Gd₂O₃)을 주요 전구체로 사용하는 초크랄스키(Czochralski) 공법을 통해 제조됩니다. 당사는 이 공정에 필수적인 전구체인 고순도 산화갈륨(Ga₂O₃)의 제조업체라는 점을 자랑스럽게 생각합니다.
이와 마찬가지로 중요한 것은 탄력적인 공급망을 구축하고 유지하기 위한 당사의 노력입니다. 전략적 조달과 주요 이해관계자들과의 파트너십과 같은 혁신적인 협력을 통해, 당사는 갈륨 공급원을 확대하고 다각화하기 위해 적극적으로 노력하고 있습니다.
인듐 코퍼레이션은 리오 틴토(Rio Tinto)와의 파트너십을 통해 북미 및 글로벌 시장의 주요 갈륨 공급처로 자리매김할 전망입니다. 이번 협력을 통해 전략적으로 중요한 이 소재의 안정적인 공급이 보장됩니다. 인듐 코퍼레이션의 갈륨 관련 제품에 대해 더 자세히 알고 싶으시면, 언제든지 당사 웹 양식을 통해 문의해 주십시오!
