광실리콘 기반 광수신 소자 상용화

ETRI, 세계최고 수준 성능 개발… 인지컨트롤스에 기술이전

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미래 광컴퓨터과 차세대 네트워크 및 데이터 광통신을 가능케 하는 선도기술로 주목받고 있는 실리콘 포토닉스(광실리콘) 기술 기반의 광수신 소자가 국내에서 세계 최고 수준의 성능으로 개발돼 상용화 길에 들어서게 됐다.

한국전자통신연구원(ETRI) 실리콘신기술연구팀 김경옥 박사팀은 실리콘 포토닉스 기반의 `게르마늄-온(on)-실리콘 광수신 신소자'를 개발, 인지컨트롤스(회장 정구용)에 착수 기본료 10억원과 경상기술료를 받는 조건으로 기술이전 계약식을 체결했다고 19일 밝혔다.

실리콘 포토닉스 기술은 전자와 광(光)의 융합기술로, 컴퓨터 내 실리콘 칩 사이 또는 칩 내에서 빛으로 데이터를 주고받는 광컴퓨터 칩을 구현해 준다. 데이터 전송속도를 획기적으로 높이면서 전력 소모량을 크게 줄일 수 있어 차세대 반도체 기술로 각광받고 있다.

게르마늄 광수신 소자는 전 제작공정을 ETRI가 보유한 실리콘 팹 공정에서 양산 수준에서 개발한 것으로, 대면적 실리콘 웨이퍼 위에 감압 화학기상증착법(RPCVD)과 실리콘 CMOS 공정 시스템을 기반으로 속도 및 감도 면에서 세계 최고 성능을 확보하고 있다.

실제로 연구팀은 1550㎚ 통신파장에서 10Gbps로 전송실험을 실시한 결과, 데이터 수신감도가 -18.5dBm에 달했으며 850㎚ 통신파장에서 10Gbps로 전송실험을 한 결과에서도 세계 최고 수준인 -15dBm에 이른 것으로 확인했다.

특히 이 소자는 기존 고가의 화합물 반도체 소재 기반의 광소자를 실리콘 기반으로 대체할 수 있어 주목된다. 이를 통해 고성능, 저가격, 대량 생산 등을 요구하는 미래 광컴퓨터, 휴대기기, 광커넥터, 네트워크 광통신 등 경제적 산업적 파급효과가 매우 클 것으로 예상된다.

김경옥 팀장은 "이번에 개발된 게르마늄 광수신 소자는 미래 선도기술인 실리콘 포토닉스 연구의 핵심 요소기술 중의 하나로 ETRI 실리콘 팹에서 실용 수준의 고성능 기술력을 세계 최초로 확보했다는데 의미가 크다"면서 "국내 실리콘 포토닉스 부품 시장의 활성화에 기여하는 한편 고성능 광커넥터, 휴대기기 등에 적용할 수 있는 양산기술을 확보하는 계기가 됐다"고 말했다.

한편 관련 기술은 국제 학술지인 IEEE 포토닉스 테크놀로지 레터스와 옵틱스 익스플레스에 게재됐으며 오는 9월에 열리는 유럽광통신학회(ECOC) 국제전시회에 전시될 예정이다.

대전=이준기기자 bongchu@

◇용어 : 실리콘 포토닉스 = 빛을 이용해 컴퓨터 회로 내 데이터 송신속도를 획기적으로 높일 수 있는 신개념의 반도체 기술로, 컴퓨터를 비롯한 여러 전자기기들이 광 정보를 송수신하는데 표준 실리콘을 이용한다. 기존 반도체 기술과 완벽히 호환되는 특징을 갖고 있으며 일반 컴퓨터의 회로 내 데이터 전송속도보다 최대 40배의 속도를 낼 수 있다. 또한 10Gbps 네트워크 속도로 데이터를 주고받는데 구리선은 7W 이상의 전력을 소모하지만 실리콘 포토닉스 기술을 이용하면 10분의1 이하의 전력으로 데이터 송수신이 가능하다. 이러한 장점 때문에 인텔, IBM, SUN, HP, 프랑스 CEA-LETI 등이 실리콘 포토닉스 기술개발을 위한 경쟁을 펼치고 있다.

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