“1초에 영화 5편”…ETRI, 200Gbps 광검출기 국산화

[사진=한국전자통신연구원][디지털데일리 백지영기자] 국내 연구진이 초대형 인공지능(AI) 데이터센터와 차세대 이동통신 인프라에 활용될 수 있는 200Gbps급 광검출기 소자를 국내 최초로 개발했다.한국전자통신연구원(ETRI)은 채널당 200Gbps급 광신호 처리가 가능한 광검출기 소자를 개발했다고 19일 밝혔다. 광검출기는 광신호를 전기신호로 변환하는 핵심 반도체 부품으로, 데이터센터와 통신망의 데이터 수신 성능을 좌우하는 필수 요소다.이번에 개발된 기술은 5GB 용량의 풀HD 영화를 1초에 5편 전송할 수 있는 수준의 초고속 데이터 처리를 지원한다. 특히 기존 데이터센터에서 널리 사용되는 채널당 112Gbps급 대비 최대 224Gbps까지 처리 가능해 데이터 처리 용량을 약 2배 향상시켰다.연구진은 70GHz 이상의 대역폭과 0.75A/W 이상의 높은 광응답도를 동시에 구현했으며, 소자 크기는 0.5mm×0.4mm 수준으로 소형화했다.기술적 차별점은 ‘후면렌즈 집적형 구조’다. 칩 후면에 인듐인화물(InP) 기반 볼록 렌즈를 단일 집적해 광수신 효율과 정렬 편의성을 높였으며, 별도 렌즈 부품이 필요 없어 패키징 단순화와 비용 절감 효과도 기대된다.해당 구조는 향후 800Gbps 및 1.6Tbps급 광모듈 제작 시에도 적용 가능해 차세대 초고속 광통신 시장에서 경쟁력 확보에 기여할 전망이다.이번 성과는 설계부터 제작까지 전 과정을 순수 국내 기술로 구현했다는 점에서도 의미가 크다. ETRI는 인듐갈륨비소(InGaAs) 기반 광검출기 기술과 화합물 반도체 파운드리 운영 경험을 바탕으로 핵심 원천기술 확보에 성공했다.개발된 소자는 향후 AI 데이터센터 내부 네트워크용 광트랜시버 수신부에 적용될 예정이다. 데이터센터 내 다수의 광트랜시버가 탑재되는 만큼, 성능과 비용 효율성 확보가 핵심 경쟁력으로 작용할 것으로 보인다.최근 AI, 클라우드, OTT, 가상·증강현실(VR·AR) 확산으로 데이터 트래픽이 급증하면서 초고속 광소자 기술 확보 중요성도 커지고 있다. 특히 200Gbps급 광검출기 칩은 글로벌에서도 소수 기업만 개발 가능한 고난도 기술로 평가된다.ETRI는 이번 기술을 통해 해외 수입 의존도를 낮추고 국내 광부품 산업 경쟁력을 강화할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 관련 기술은 국내 기업 ㈜우리로에 이전됐으며, 향후 상용화 지원도 병행할 계획이다.한편 시장조사기관 라이트카운팅에 따르면 글로벌 광트랜시버 시장은 2019년 60억달러에서 2026년 180억달러로 세 배 이상 성장할 전망이다.