"풀HD 영화 1초에 5편 받는다"…AI 데이터센터용 초고속 광검출기 국산화
2026.03.19 14:17
한국전자통신연구원(ETRI)은 채널당 200기가비피에스(Gbps, 초당 10억 비트) 광신호 처리가 가능한 광검출기 소자를 개발했다고 19일 밝혔다. 연구 결과는 지난해 6월 일본 삿포로에서 열린 '아시아태평양 광전자통신학술대회(OECC) 2025'에서 발표됐으며 국제학술지 '옵틱스 익스프레스'에 게재됐다.
최근 AI, 클라우드, 온라인 동영상 서비스(OTT), 가상현실(VR)·증강현실(AR) 확산으로 데이터 트래픽이 급증하면서 초고속 광소자 기술의 중요성이 커지고 있다. 광검출기는 광섬유를 타고 온 빛 신호를 전기 신호로 바꿔주는 반도체 부품으로 데이터센터와 통신망에서 데이터 수신 속도를 결정하는 핵심 요소다.
현재 데이터센터에서 널리 쓰이는 광검출기는 채널당 약 112Gbps 수준이며 200Gbps급 광검출기 칩은 전 세계적으로 소수 기업만 만들 수 있는 고난도 기술이다.
ETRI는 인듐갈륨비소(InGaAs) 광검출기 기술과 두 가지 이상 원소를 결합해 만드는 화합물 반도체 생산 경험을 바탕으로 광검출기 기술을 국산화했다. 특히 칩 뒷면에 인듐인화물(InP) 재질의 볼록 렌즈를 직접 붙인 '후면 렌즈 집적형 구조'를 적용했다. 빛을 모아주는 렌즈를 별도 부품으로 조립해야 했던 것과 달리 렌즈를 칩에 바로 붙이면서 조립 과정이 단순해지고 빛을 받아들이는 효율도 높아졌다. 설계부터 제작까지 전 과정을 순수 국내 기술로 완성했다.
개발된 소자는 채널당 최대 224Gbps까지 처리할 수 있어 기존 대비 데이터 처리 용량이 약 2배로 늘었다. 한 번에 처리할 수 있는 신호 범위를 나타내는 대역폭은 70기가헤르츠(GHz, 10억 헤르츠) 이상이고 빛을 전기 신호로 바꾸는 효율인 광응답도는 0.75암페어퍼와트(A/W, 빛 1와트당 생성되는 전류의 크기) 이상이다. 크기는 0.2제곱밀리미터(mm²)에 불과하다.
후면 렌즈 집적 구조는 광송수신 모듈인 광트랜시버를 800Gbps 및 1.6테라비피에스(Tbps, 초당 1조 비트)급으로 만들 때 비용을 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 해외 수입 의존도를 낮추고 국내 광소자 산업 경쟁력을 높이는 데도 기여할 전망이다.
권용환 ETRI 광무선연구본부장은 "AI 데이터센터와 5G/6G 시장에 적용 가능한 핵심 광검출기 소자 기술을 국내 최초로 개발해 국내 광부품 산업 경쟁력 강화에 기여할 수 있게 됐다"고 말했다.
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