Broadcom (AVGO): 디지털 세계의 인프라 구축

Broadcom의 AI 인프라 및 연결성 역할

인터넷이 등장한 이래 연결성의 중요성은 해마다 커져 왔습니다. 처음에는 기업과 연구용 컴퓨터를 서로 연결하는 것이 주된 목적이었습니다.

이후 일반 가정에 인터넷이 보급되고 온라인 게임, 전자상거래, 동영상 스트리밍이 성장하면서 더 큰 서버와 더 강력한 연결에 대한 수요가 늘었습니다.

스마트폰이 등장하고 3G, 4G, 이어 5G 이동통신망을 통해 어디서나 최대한 빠르게 연결해야 할 필요성이 생기면서 수요는 다시 크게 증가했습니다. 동시에 산업의 상당 부분이 클라우드로 이동해 기본적인 사무 작업과 데이터 저장도 현장이 아니라 인터넷을 통해 처리하게 됐습니다.

이러한 흐름은 소비자와 기업의 AI 활용이 늘면서 다시 반복되고 있습니다. AI 개발과 응용에는 그 어느 때보다 큰 데이터 센터가 필요하며, 충분한 전력을 공급하기 위해 원자력 발전소 전체를 재가동할 정도입니다.

AI는 본질적으로 서로 상호작용하는 수많은 연산 장치로 이루어져 있으므로 이러한 데이터 센터에는 매우 효율적이고 빠른 연결 솔루션도 필요합니다. 이는 IT 기술의 최전선에 머물며 업계 선도 기업의 새로운 요구에 계속 대응할 수 있는 전문 기업의 역할입니다.

이 분야에서 증가하는 수요에 맞춰 연결 성능을 유지하는 데 Broadcom (AVGO )만큼 큰 역할을 한 기업은 많지 않습니다.

Broadcom 개요

Broadcom은 5G 기술을 포함한 연결 하드웨어와 IT 인프라 소프트웨어 분야의 세계적인 선도 기업입니다.

회사의 사업은 사이버 보안과 클라우드 같은 인프라 소프트웨어, 그리고 무선 네트워크, 서버, 소비자용 광대역, AI 네트워크 같은 연결 하드웨어로 나뉩니다.

출처: Broadcom

현재의 회사는 2016년 Broadcom과 Avago의 합병으로 탄생했습니다.

Broadcom은 1991년 네트워킹과 통신용 반도체 솔루션에 주력하는 기업으로 출발했습니다.

Avago Technologies는 1961년 Hewlett-Packard의 반도체 사업부로 시작했고 1999년 Agilent Technologies (A )로 분사됐습니다. 초기에는 광전자와 무선 통신 부품에 집중했습니다. 사모펀드에 인수된 뒤 2009년 상장했습니다.

이 회사는 최초의 광섬유 송신기와 갈륨비소인화물(GaAsP) LED를 개발했으며 광학 마우스 센서 4억 개를 출하했습니다.

합병 이후 성장의 상당 부분은 지난 10년간의 여러 인수에서 나왔습니다. 가장 큰 거래는 2023년 610억 달러 규모의 VMware 인수와 2019년 107억 달러 규모의 Symantec 인수였으며, 이를 통해 Broadcom은 클라우드와 사이버 보안에서도 주요 기업이 됐습니다.

출처: Broadcom

Broadcom은 2024년 546억 달러의 매출을 올렸습니다. 2만 건이 넘는 특허 포트폴리오를 보유하고 있으며 같은 해 연구개발에 93억 달러를 투자했습니다.

Broadcom 제품

Broadcom의 제품, 특히 하드웨어 제품은 통신 엔지니어가 아닌 사람에게는 이해하기 어려울 수 있습니다.

일반 대중에게 가장 익숙한 제품은 모뎀과 라우터 같은 인터넷 장비입니다. 회사는 케이블과 위성을 포함해 TV와 기타 스마트 기기를 위한 연결 솔루션도 제공합니다.

출처: Broadcom

Broadcom은 이동통신망 구축과 유지에도 중요한 역할을 하며 3G, 4G, 현재의 5G 네트워크를 지원하는 기술 개발을 선도해 왔습니다.

출처: Broadcom

데이터 센터용으로는 Ethernet과 광섬유 연결을 비롯해 데이터 센터 내부, 다른 데이터 센터 또는 최종 사용자에게 데이터 트래픽을 전달하는 다양한 도구를 제공합니다.

여기에는 온프레미스와 클라우드 데이터 센터뿐 아니라 여러 AI 솔루션과 AI 데이터 센터가 포함되며, 관련 시장 기회는 아래에서 자세히 다룹니다.

출처: Broadcom

같은 도구와 장비는 공장, 공공 서비스 기업, 자동차에서도 IoT 기기, 스마트 관리 도구, 각종 LED 화면과 디스플레이를 연결하는 데 사용됩니다.

출처: Broadcom

소프트웨어 부문에서 Broadcom은 주로 사이버 보안과 기업용 소프트웨어라는 두 분야에서 활동합니다. 사이버 보안에는 Symantec 솔루션과 VMware 도구가 모두 포함됩니다.

출처: Broadcom

출처: Broadcom

VMware가 Broadcom의 소프트웨어 전략을 강화하는 방식

VMware는 Broadcom 역사상 최대 규모의 인수였으며, 현재의 Broadcom을 만든 Avago의 370억 달러 인수보다도 훨씬 컸기 때문에 자세히 살펴볼 가치가 있습니다.

VMware는 서버, 스토리지, 네트워크, 운영체제 같은 컴퓨터 자원의 가상 버전을 만드는 “가상화” 전문 기업입니다.

가상화는 한 대의 물리적 컴퓨터에서 여러 가상 환경을 실행하게 해 자원 활용도와 유연성을 높입니다.

기본적으로 소프트웨어를 실제 하드웨어와 분리해, 공유 자원이라도 특정 작업에 전용으로 배정된 것처럼 접근하고 관리할 수 있게 합니다.

가상화는 사용자에게 여러 이점을 제공합니다:

• 보안: 추가 방화벽이 클라우드 컴퓨팅을 보호하고 같은 하드웨어에서 실행되는 여러 작업을 서로 격리합니다.
• 유연성: 가상 하드웨어를 만들면 회사의 프로젝트와 부서 사이에 저장 공간과 연산 능력을 다시 배분할 수 있습니다.
• 비용 절감: 가상화는 에너지 소비와 유지보수 비용을 줄이는 경우가 많습니다. 따라서 비용 절감이 주요 도입 이유 중 하나입니다.
• 복원력: 한 물리적 장비에서 실행하는 작업을 다른 장비에 쉽게 복제할 수 있어 하드웨어 고장으로 인한 중단 위험이 줄어듭니다.

가상화 시장의 선도 기업인 VMware를 인수하면서 Broadcom은 클라우드 부문에서 입지를 크게 강화했습니다. 이전에는 주로 클라우드 컴퓨팅과 서비스를 지원하는 서버 하드웨어 제조업체로 활동했습니다.

Broadcom Financials

회사의 매출은 꾸준히 증가해 2021년부터 2024년 사이 거의 두 배가 됐습니다.

출처: Broadcom

잉여현금흐름의 증가 폭은 다소 작았지만 2021년부터 2024년 사이 약 50% 늘었습니다.

출처: Broadcom

이는 마진 축소 때문이 아닙니다. 매출총이익률은 약 75%를 유지했으며, 수치는 자본 지출과 연구개발에 대한 회사의 투자를 반영합니다.

회사는 2016년 이후 연평균 32%의 빠른 속도로 배당을 늘렸으며 정기 분기 배당도 매년 인상했습니다.

다만 이익에 비해 기업가치가 매우 높아 배당수익률은 낮습니다. 따라서 배당 중심 투자보다 성장주 성격이 강합니다.

출처: Broadcom

Broadcom의 AI 성장 전략 및 반도체 혁신

데이터 센터 연결성과 AI

거의 모든 기술 기업에서 AI 붐 속의 위치는 향후 10년간 성패를 좌우할 핵심 요인이 될 것입니다.

하드웨어와 소프트웨어 연결성의 주요 기업인 Broadcom은 일반 클라우드 컴퓨팅보다 더 많은 연결성이 필요한 AI 데이터 센터 건설 확대의 수혜를 받을 유리한 위치에 있습니다.

출처: Broadcom

2024년 AI는 회사 반도체 매출의 35%를 차지했습니다. 거대 기술 기업들이 대규모 AI 역량을 구축하면서 Broadcom부터 Nvidia (NVDA )까지 관련 제조사의 매출도 크게 늘고 있습니다 (Nvidia 보고서는 링크에서 확인할 수 있습니다).

출처: Broadcom

결국 Broadcom이 AI 시장 관련 투자자 자료에서 사용한 “네트워크가 곧 컴퓨터다”라는 표현은 상황을 정확히 설명합니다. 예를 들어 Meta는 AI 학습 시간의 약 3분의 1을 네트워킹에 사용합니다.

출처: Broadcom

XPUs For AI Training

연결성만이 Broadcom이 AI 붐에서 수혜를 얻을 제품은 아닙니다.

AI 컴퓨팅 시스템은 AI 연산과 네트워킹의 특수한 요구에 맞춘 전용 설계로 이동하고 있습니다. 전력 공급이 칩 공급보다 더 큰 제약이 될 수 있어 이러한 변화는 더욱 중요합니다.

AI 네트워크에는 다음과 같은 고유한 특성도 있습니다:

• 매우 높은 대역폭이 필요합니다.
• 데이터는 연속적인 흐름보다 대량 묶음으로 전송되며, 전송은 대체로 간헐적으로 이루어집니다.
• 늦게 도착하거나 누락된 데이터는 학습 시간에 영향을 줍니다.
• AI 학습은 보통 여러 시간, 때로는 며칠 동안 계속됩니다. 학습 내내 장비의 냉각과 연결 상태, 정상 작동을 유지해야 하므로 구성 요소에 부담이 큽니다.

한 가지 해결책은 CPU, GPU, 메모리를 하나의 전자 장치에 결합한 XPU를 개발하는 것입니다.

연산 강도와 데이터 센터 규모가 커질수록 부품을 더 추가해도 시스템 효율이 정체되기 시작합니다. 네트워크가 아무리 효율적이어도 프로세서, GPU, 메모리 사이에서 데이터가 계속 이동하면 연산과 전송량이 늘수록 효율이 낮아집니다.

출처: Broadcom

게임용으로 설계된 GPU 같은 범용 부품으로 AI 데이터 센터를 조립하는 대신 모든 부품을 하나의 칩에 결합하면 전송 시간과 대역폭 요구를 줄일 수 있습니다.

새로운 칩 설계의 또 다른 한계는 2차원 배치에 넣을 수 있는 부품 수가 제한된다는 점입니다. 따라서 다음 단계는 3차원 설계로 전환하는 것입니다.

3.5D XDSiP

Broadcom은 특정 용도에 맞춘 집적회로인 ASIC 설계 경험이 풍부합니다. 여기서는 일반 CPU 연산이 아니라 AI 컴퓨팅에 맞춘 칩을 뜻합니다. 회사는 지난 10년간 이 분야의 선두를 지켜 왔다고 평가할 수 있습니다.

Broadcom XPU는 연산 코어, 메모리, 기타 부품을 매우 조밀한 3차원 구조의 단일 칩에 통합합니다.

출처: Broadcom

AI의 핵심 연산을 수행하는 XPU 시스템은 Broadcom의 다른 부품과 연결할 수 있으며, 각 모듈을 서로 이어 완전한 AI 데이터 센터를 구성할 수 있습니다.

출처: Broadcom

출처: Broadcom

같은 통합 과정이 데이터 센터의 모든 부품에서 진행되고 있습니다. 예를 들어 광자 인터커넥트도 하나의 장치에 함께 패키징되고 있습니다.

출처: Broadcom

Ethernet 기술

이 분야에서 Broadcom의 또 다른 강점은 Ethernet 기술입니다. 회사는 2010년 이후 Ethernet의 에너지 소비를 90% 줄이고 대역폭 용량을 80배 늘렸습니다.

현재 고성능 컴퓨팅에서는 고성능 컴퓨터 네트워크 통신 표준인 InfiniBand를 널리 사용합니다.

그러나 Broadcom의 최신 Ethernet은 거의 모든 지표에서 InfiniBand보다 우수합니다. 장애율은 30분의 1, 전력 소비는 33% 낮고 비용도 적으면서 대역폭은 더 큽니다.

출처: Broadcom

그 결과 Ethernet은 사실상의 AI 네트워크 표준으로 인정받고 있으며 Meta, Google, Oracle (ORCL ), Tencent, Amazon (AMZN ), Alibaba 등이 사용하고 있습니다.

결론

초기 AI 데이터 센터는 최대한 빨리 많은 연산 능력을 확보하려는 경쟁 속에서 구축됐습니다. 투자자들은 Nvidia의 GPU에 가장 주목했고 Nvidia는 세계에서 가장 가치 있는 기업이 됐습니다.

하지만 AI 산업이 성숙하면서 AI 연산 요구에 맞춘 ASIC이 범용 GPU를 따라잡고 있습니다. AI 전용 GPU도 강력한 경쟁력을 유지하겠지만 XPU 역시 중요한 역할을 할 것입니다.

AI 모델이 커질수록 데이터 흐름과 연결성은 연산 능력만큼 큰 문제가 됩니다. 전력 소비 절감도 업계의 중요한 과제가 될 것입니다.

이는 Broadcom이 AI 붐의 수혜를 얻기에 매우 유리한 위치에 있음을 뜻합니다.

XPU가 업계의 표준 연산 방식이 되지 않더라도 Broadcom의 고급 Ethernet과 기타 연결 솔루션은 이전보다 더 많이 필요합니다. VMware의 가상화와 사이버 보안 솔루션 수요도 늘어날 것입니다.

반대로 더 새롭고 효율적인 AI 데이터 센터에서 XPU 채택이 늘면 Broadcom은 AI가 이끄는 기술 기업 가치 상승 국면에서 새로운 시장의 총아가 될 수 있습니다.

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