풀HD 영화 1초에 5편 전송...ETRI, 200Gbps 광검출기 '국내 최초' 개발

국내 연구진이 초대형 인공지능(AI) 데이터센터와 5G·6G 이동통신 인프라에 활용될 수 있는 200기가비피에스(Gbps)급 광검출기 소자를 국내 최초로 개발했다. 5기가바이트(GB) 용량의 풀HD 영화를 1초에 5편 전송할 수 있는 수준의 초고속 데이터 수신을 가능하게 한다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 채널당 200Gbps급 광신호 처리가 가능한 광검출기 소자를 개발했다고 19일 밝혔다. 광검출기는 광신호를 전기신호로 변환하는 핵심 반도체 부품이다.

ETRI 연구진이 200Gbps 광검출기 소자의 성능측정 장비를 점검하고 있다.

개발한 광검출기 소자는 70기가헤르츠(㎓) 이상 대역폭과 0.75A/W 이상 높은 광응답도를 동시에 구현했으며, 크기는 가로·세로 0.5, 0.4㎜다. 특히 칩 후면에 인듐인화물(InP) 재질의 볼록 렌즈를 단일 집적한 '후면렌즈 집적형 구조'를 적용해 광수신 효율과 정렬 편의성을 크게 높였다. 설계부터 제작까지 전 과정을 순수 국내 기술로 구현했다.

해당 소자는 향후 AI 데이터센터 내부 네트워크용 광트랜시버 수신부에 적용될 예정이다. ETRI의 후면렌즈 집적 구조는 별도의 수광 렌즈 부품이 필요없어 패키징을 단순화할 수 있다. 이번 기술 개발로 채널당 최대 224Gbps 광신호 처리까지 가능해 데이터 처리 용량을 기존 대비 약 2배 향상시켰다.

200Gbps급 광검출기 칩은 소수 기업만 개발 가능한 고난도 기술이다. ETRI는 인듐갈륨비소(InGaAs) 광검출기 기술과 화합물 반도체 파운드리 운영 경험을 기반으로 핵심 원천기술 확보에 성공했다.

이를 통해 해외 수입 의존도를 낮추고 국내 광소자·부품 산업 경쟁력 강화가 기대된다. 후면렌즈 단일 집적 구조도 가격 경쟁력 확보에도 기여할 전망이다.

후면 렌즈 집적 200Gbps 광검출기 소자

권용환 ETRI 광무선연구본부장은 “광검출기 소자 기술을 국내 최초로 개발해 광부품 산업 경쟁력 강화에 기여할 수 있게 됐다”고 밝혔고, 한영탁 광통신부품연구실 책임연구원도 “공정 변수에 매우 민감한 화합물 광반도체 분야에서 핵심 원천기술 확보와 안정적인 파운드리 운영 역량을 동시에 확보한 것이 이번 성과 핵심”이라고 설명했다.

ETRI는 관련 국내외 특허를 출원했으며, 국내 광부품 관련기업 우리로에 기술 이전을 마쳤다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com