충격적이지만 사실이다! 허난성 현지의 육성 다이아몬드 제조 기업가들이 미국 AI 산업에 불리한 변수를 만들 수 있다.
AI 칩의 전력 소모는 물리적 한계에 빠르게 다가가고 있다. 차세대 베라 루빈(Vera Rubin) 아키텍처 기반 NVIDIA GPU의 소비 전력은 2300W까지 치솟았다. 기존 구리 방열 소재인 구리의 열전도율 한계는 약 400W/(m·K) 수준이다. 그런데 칩 내부의 열유속 밀도는 이미 로켓 엔진 노즐 내벽의 수치를 넘어섰다. 실리콘밸리 엔지니어들은 무어의 법칙이 먼저 리소그래피 장비 때문에 무너지는 것이 아니라 열역학 법칙에 패배할 수도 있다고 관측한다.
다이아몬드 는 이런 극한의 열유속 밀도를 감당할 수 있는 유일한 소재다. 상온에서 열전도율이 2000–2200W/(m·K)로 구리의 5배, 실리콘의 10배 이상이다. 중국과학원 닝보소재기술연구소가 진행한 다이아몬드-구리 방열 모듈 시험 결과, 칩의 열전달 능력이 80% 상승하고 성능은 10% 향상됐다. 2026년까지 육성 다이아몬드 방열판이 NVIDIA와 AMD의 최신 AI 서버에 적용됐다. 다이아몬드-구리 복합 냉각은 루빈 플랫폼의 기본 사양이 됐다.
공급망 측면에서 전 세계 합성 다이아몬드 생산능력의 90% 이상이 중국에 집중돼 있으며, 허난성은 그중 80%를 차지하고 저청현만 해도 중국 생산량의 60%를 담당한다. 지난 10년간 저청현에서는 육성 다이아몬드 도매가를 천연 다이아몬드의 10분의 1 수준으로 낮췄고, 세계에서 가장 밀집된 CVD 설비 클러스터와 풍부한 실무 엔지니어링 노하우를 구축했다. AI 방열 수요가 급증하면서 이 생산 체계는 거의 즉시 가동할 준비가 돼 있다.
그렇지만 제품을 만들 수 있는 것과 재무제표상 실제 매출을 내는 것 사이에는 큰 격차가 있다. 여러 반도체 기업에서 샘플 납품, 연구개발과 테스트를 진행 중이지만 고객별 개발 일정은 큰 차이가 있다. 3분기 누적 순이익이 290% 급증했지만 성장은 거의 핵심 사업인 육성 다이아몬드 사업이 이끌었고, 방열 소재는 아직 대량 주문으로 인한 큰 매출을 만들어내지 못했다.
이 변화의 진정한 산업적 의미는 이 비대칭 경쟁 구도에 있다. 미국은 GPU 설계 기술이 뛰어나지만 열 물리적 한계로 인한 양산 병목에 부딪혔다. 중국은 첨단 리소그래피 분야에서 제약이 있지만, 고성능 다이아몬드 소재의 대량 생산과 원가 절감에서 대체 불가능한 기초 공급자 위치에 있으며 해외 업체들이 이를 우회할 수 없다. AI 칩 냉각용 산업용 다이아몬드 의 연간 세계 수요는 700만~1000만 캐럿으로 추산되지만, 전 세계 풀가동 생산량은 약 800만 캐럿에 불과하다. 공급 부족으로 원자재 가격은 이미 오르고 있다.
보석용 캐럿 단위 육성 다이아몬드 판매에서 웨이퍼 형태 방열 시트 판매로 전환되면서 저청현의 생산능력이 이제 막 활성화됐다. 주문이 얼마나 빨리 들어오느냐에 따라 이 비대칭 전략적 우위의 범위가 정해질 것이다.
