ETRI, 세계 최고 성능의「광수신 신소자」개발

- 실리콘 포토닉스 기반 고성능․저가 ‘100% 게르마늄-온-실리콘 광수신 소자‘ 개발로 ’광-실리콘 통신시대‘ 진입

- 19일, (주)인지컨트롤스와 기술이전계약 체결로 ‘세계 최초 실용화’ 실현

- 세계시장 선점 및 국내 광-실리콘 부품시장 활성화 이바지 기대

ETRI(한국전자통신연구원, 원장 김흥남)는 19일, 미래 컴퓨터, 차세대 네트워크 및 데이터 광통신을 가능케 하는 미래 선도 기술인 ‘실리콘 포토닉스 (silicon photonics, 광-실리콘) 기술’ 기반의 ‘고성능 100% 게르마늄-온-실리콘 광수신 신소자’를 ‘세계 최고 성능’으로 개발하였으며, ‘세계 최초로 실용화’하게 되어 ‘광-실리콘 통신시대’의 서막을 올리게 되었다고 밝혔다.

지식경제부 ‘실리콘 기반 초고속 광인터커넥션 IC’ 국책사업(사업 책임자 김경옥 박사)의 '실리콘 포토닉스 기술 연구' 일환으로 개발된 ‘100% 게르마늄-온-실리콘 광수신 신소자’는 세계적으로 지금까지 보고된 다른 게르마늄 광수신 소자에서 도달하지 못한 최고 성능을 달성하여, 국제 권위학술지인 IEEE Photonics Technology Letters에 게재 및 Optics Express에 게재 중이며, 국제특허 3건이 출원 중이며, 유명 국제 학술대회에 발표되었고, 9월 이태리 토리노에서 열리는 ECOC 국제전시회에 전시될 예정이다.

‘고성능 게르마늄 광수신 소자’는 전 제작 공정을 ETRI 실리콘 팹에서 수행 가능하고, 앞으로 실리콘 IC와의 단일집적화가 가능하여, 미래 컴퓨터 산업, 통신 부품산업, 센서, 자동차, 휴대기기, 디스플레이 등에 광범위하게 적용될 기반기술로서, 그 개발의 의의가 크다.

이번에 세계 최초로 실용화에 성공한 ‘고성능 게르마늄 광수신 소자’는 광-실리콘 기술의 핵심 요소 기술로서, 대면적 실리콘 웨이퍼 위에 고품위 에피성장 기술 및 실리콘 CMOS 공정 시스템을 기반으로 성능과 양산성을 한꺼번에 해결한 기술로, 세계시장을 선점하고, 국내외 시장을 주도할 수 있는 기술로 평가된다.

특히, 기존의 고가의 화합물 반도체 소재기반의 광소자를 실리콘 기반의 고성능, 저가의 광통신 소자로 대체할 수 있어 앞으로 그 파급효과가 매우 크다고 할 수 있다.

ETRI는 19일 오후 4시, ETRI 대회의실에서 국내기업인 (주)인지컨트롤스(회장 정구용)와 이번에 개발된 ‘실리콘 포토닉스(silicon photonics, 광-실리콘) 기술’ 기반의 '게르마늄 광수신 신소자‘ 기술이전 계약 조인식을 체결한다.

이번 기술이전 계약을 통해 (주)인지컨트롤스 실리콘포토닉스사업부는 ETRI 실리콘 Fab을 기반으로 세계 최초로 상용화를 추진하게 되었으며, ETRI에 착수기본료 10억 원과 러닝로열티를 지불할 계획이다.

이는 ETRI의 실리콘 포토닉스 파운더리를 기반으로 세계 최초로 실용화에 첫발을 내딛는 쾌거이다.

(주)인지컨트롤스의 실리콘포토닉스사업부 관계자는 "앞으로 급속도로 성장하는 실리콘 포토닉스 분야를 향후 차세대 성장 사업으로 육성할 것이다"라고 밝혔다.

‘실리콘 포토닉스 기술’은 미래형 컴퓨터 및 미래 광통신 발전의 가속화를 위해 전 세계적으로 연구되고 있는, 전자와 광을 융합하는 차세대 반도체 선도기술이다.

중요한 특징은 미래 컴퓨터, 휴대기기, 커넥터 등에서 전기보다 10배 이상 수십 배 빠른 빛으로 데이터를 전송하여 속도를 획기적으로 올리면서도 금속선에 비해 열 발생이 적고, 전력 소모량을 크게 줄일 수 있다는 것이다.

고성능, 저 생산비용과 낮은 소비전력 등의 장점 때문에 빛의 힘으로 움직이는 컴퓨터, 즉, 광컴퓨터 기술을 위한 광-실리콘칩기술의 개발이 요구되고 있으며, 전 세계적으로 실리콘포토닉스 핵심기술을 확보하기 위해, 미국정부, 인텔, IBM, SUN, HP, 프랑스의 CEA-LETI, 유럽연합 등 세계 유수기관에서 개발 경쟁이 이루어지고 있다.

즉, 실리콘포토닉스 기술은 차세대 반도체기술 국가 경쟁력의 척도가 될 수 있는, 따라서 반드시 확보해야할 핵심 미래 선도기술로, 기술개발 시 그 활용분야 및 파급효과가 막대한 분야이다.

국내에서는 유일하게 ETRI가 국책과제로 실리콘포토닉스 기술 연구사업을 수행하고 있어, ▲본 게르마늄 광수신 신소자 기술 이외에, ▲세계 최초의 12Gbps급 역전압형 PN 공진기 실리콘 광모듈레이터, ▲10 Gbps 마하젠더 실리콘 광모듈레이터, ▲세계 최초 16채널 실리콘 Ring 광MUX 등의 세계적인 수준의 실리콘 포토닉스 핵심 요소기술의 연구개발 결과들도 아울러 발표하고 있다.

연구책임자인 ETRI 김경옥 박사는, “이번에 개발된 ‘100% 게르마늄-온-실리콘 광수신 신소자기술’은 ETRI에서 연구되고 있는 미래 선도기술인 실리콘 포토닉스 연구의 핵심 요소기술들 중의 하나로, 일차적으로 실용 수준의 고성능 기술력을 확보한 것으로서, 실리콘 포토닉스 기반의 광수신 신소자 기술을 상용화함으로써, 세계시장의 선점과 국내 광-실리콘 부품 시장의 활성화에 이바지할 수 있을 것으로 기대한다.”며,

이번 성과로 “급성장하고 있는 광-실리콘 통신 부품의 국산화 및 광인터커넥션 액티브케이블, 초고속 인터넷, Light Peak 등의 고성능 광커넥터, 휴대기기 등에 즉시 적용될 수 있는 실리콘기반 고성능 저가의 광수신 부품의 국내 양산 기술이 확보되었다”라고 말했다.

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