[과학이야기] AI 데이터 폭증 대응…ETRI, 200Gbps 광검출기 국산화

채널당 데이터 처리속도 2배 향상…초고속 통신 기반 확보

후면렌즈 집적 구조 적용…광수신 효율↑·비용 절감 기대

200Gbps 광검출기 소자의 성능 검증을 위한 측정 장비 모습. ETRI 제공

국내 연구진이 초대형 AI 데이터센터 시대를 겨냥한 초고속 광통신 핵심 부품을 국산화하는 데 성공했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 최근 채널당 200Gbps급 광신호 처리가 가능한 광검출기 소자를 국내 최초로 개발했다.

광검출기는 빛 신호를 전기 신호로 변환하는 반도체 부품으로, 데이터센터와 통신망의 수신 성능을 좌우하는 핵심 요소다. 이번 기술은 5GB 용량의 풀HD 영화를 1초에 5편 전송할 수 있는 수준의 초고속 데이터 처리를 가능하게 한다. 이는 AI 학습 데이터와 대용량 콘텐츠가 폭발적으로 증가하는 환경에서 필수적인 성능이다.

연구진은 70GHz 이상의 대역폭과 0.75A/W 이상의 높은 광응답도를 동시에 구현했으며, 소자 크기는 0.5mm×0.4mm에 불과하다. 특히 칩 후면에 인듐인화물 기반 볼록 렌즈를 집적한 '후면렌즈 집적형 구조'를 적용해 광수신 효율과 정렬 편의성을 크게 높였다. 설계부터 제작까지 전 과정을 국내 기술로 구현했다는 점도 의미가 크다.

이 구조는 별도의 수광 렌즈가 필요 없어 패키징 공정을 단순화하고, 차세대 800Gbps·1.6Tbps급 광모듈 제작 시 비용 절감 효과도 기대된다. 대규모 데이터센터에서 수천 개의 광모듈이 사용된다는 점을 고려하면 경제적 파급효과도 상당할 것으로 보인다.

현재 데이터센터에서 사용되는 광검출기는 채널당 약 112Gbps 수준이 일반적이지만, 이번 기술은 최대 224Gbps까지 처리 가능해 데이터 처리 용량을 약 2배 끌어올렸다.

AI, 클라우드, 가상현실 등 서비스 확산으로 데이터 트래픽이 급증하는 가운데, 초고속 광소자 기술 확보는 글로벌 경쟁력의 핵심으로 꼽힌다. 해외 기술 의존도가 높은 분야인 만큼 국산화 성과의 의미도 크다.

ETRI 권용환 광무선연구본부장은 "AI 데이터센터와 5G·6G 시장에 적용 가능한 핵심 광검출기 기술을 국내 최초로 확보했다"며 "국내 광부품 산업 경쟁력 강화에 기여할 것"이라고 말했다.

한편 이번 기술은 국내 기업에 이전돼 상용화가 추진될 예정이며, 향후 글로벌 광통신 시장에서 경쟁력 확보에도 중요한 기반이 될 전망이다.