5GB 영화 5편을 1초 만에 전송하는 세계 최고 수준 성능 구현
한국전자통신연구원(ETRI)이 초대형 AI 데이터센터와 5G/6G 이동통신 인프라에 활용될 수 있는 200Gbps급 광검출기 소자를 국내 최초로 개발했다.
국내 연구진이 초대형 AI 데이터센터와 차세대 5G/6G 이동통신 인프라의 성능을 획기적으로 높일 수 있는 핵심 반도체 소자를 우리 기술로 개발하는 데 성공했다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 채널당 200Gbps급 광신호 처리가 가능한 ‘광검출기’ 소자를 국내 최초로 개발했다고 밝혔다. 이는 5GB 용량의 풀HD 영화 5편을 단 1초 만에 전송할 수 있는 수준의 초고속 데이터 수신 성능이다.
광검출기는 광섬유를 통해 전송된 광신호를 전기신호로 변환해주는 핵심 반도체 부품이다. 최근 AI 서비스와 클라우드, OTT 등 데이터 트래픽이 폭증함에 따라 데이터센터 내부의 데이터 처리 속도를 결정짓는 광검출기의 중요성이 더욱 커지고 있다.
현재 데이터센터에서 널리 쓰이는 광검출기는 채널당 약 112Gbps 수준이지만, 이번에 ETRI가 개발한 소자는 이를 약 2배 향상시켜 최대 224Gbps까지 처리가 가능하다.
연구팀은 이번 소자에 인듐인화물(InP) 재질의 볼록 렌즈를 칩 후면에 단일 집적한 ‘후면렌즈 집적형 구조’를 세계 최초 수준으로 적용했다.
개발된 소자는 70GHz 이상의 넓은 대역폭과 0.75A/W 이상의 높은 광응답도를 동시에 달성했다. 별도의 외부 수광 렌즈 부품이 필요 없어 공정이 단순해지며, 이는 향후 800Gbps 및 1.6Tbps급 초고속 광모듈 제작 시 상당한 비용 절감 효과를 가져올 것으로 기대된다. 또, 0.5㎜×0.4㎜의 극소형 크기로 설계되어 고밀도 데이터 장비 탑재에 유리하다.
그동안 200Gbps급 초고속 광검출기 칩은 기술적 난도가 매우 높아 전 세계적으로도 소수의 글로벌 기업만이 보유하고 있었다. ETRI는 인듐갈륨비소(InGaAs) 광검출기 기술과 화합물 반도체 파운드리 운영 노하우를 바탕으로 설계부터 제작까지 전 과정을 순수 국내 기술로 완성했다.
이번 성과는 일본 삿포로에서 개최된 아시아·태평양 지역 최대 광통신 학술대회인 ‘OECC 2025’에서 발표되었으며, 국제 우수 논문지인 ‘옵틱스 익스프레스(Optics Express)’에도 게재되며 기술력을 인정받았다.
ETRI는 관련 기술을 국내 광부품 전문 기업인 ㈜우리로에 이전 완료했으며, 향후 AI 데이터센터 및 차세대 통신 시장에서 글로벌 기업들과 경쟁할 수 있도록 상용화를 적극 지원할 방침이다.
ETRI 권용환 광무선연구본부장은 “빠르게 성장하는 AI 데이터센터와 5G/6G 시장에 적용 가능한 핵심 광검출기 소자 기술을 국내 최초로 개발함으로써 국내 광부품 산업 경쟁력 강화에 기여할 수 있게 되었다”고 밝혔다.
ETRI 광통신부품연구실 한영탁 책임연구원은 “공정 변수에 매우 민감한 화합물 광반도체 분야에서 핵심 원천기술 확보와 안정적인 파운드리 운영 역량을 동시에 확보한 것이 이번 성과의 핵심”이라고 강조했다.
기계신문, 기계산업 뉴스채널
이은아 기자
lena@mtnews.net
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