한국전자통신연구원(ETRI)이 5GB 용량의 풀HD 영화를 1초에 5편 전송할 수 있는 수준의 200Gbps급 광검출기 소자를 국내 최초로 개발했다.
광검출기는 빛신호를 전기신호로 변환하는 핵심 반도체 부품으로 데이터센터와 통신망 데이터 수신 성능을 좌우하는 필수요소다.
ETRI 광통신부품연구실 연구팀이 개발한 광검출기 소자는 0.5mm×0.4mm 크기로, 70GHz 이상의 대역폭과 0.75A/W 이상의 높은 광응답도를 동시에 구현한다.
연구팀은 칩 뒷면에 인듐인화물(InP) 소재의 볼록 렌즈를 하나로 붙여 빛을 더 잘 모으도록 설계한 후면렌즈 집적형 구조를 제작했다.
이 구조는 빛을 모아 센서로 전달하는 수광렌즈가 필요 없어 부품 수를 줄이고 정렬 과정을 단순화할 수 있어 광수신 효율을 높이면서 제작 비용은 낮출 수 있다.
최근 AI, 클라우드, 가상현실(VR) 및 증강현실(AR) 서비스 확산으로 데이터 트래픽이 급증하면서 초고속·대용량 광소자 기술 확보 중요성은 더욱 커지고 있다.
200Gbps급 광검출기 칩은 전 세계적으로 소수 기업만 개발 가능한 고난도 기술이다.
연구팀은 인듐갈륨비소(InGaAs) 광검출기 기술과 화합물 반도체 파운드리 운영 경험을 기반으로 핵심 원천기술 확보에 성공했다.
이를 통해 해외 수입 의존도를 낮추고 국내 광소자 및 부품 산업 경쟁력을 강화할 것으로 기대된다.
시장조사기관 라이트카운팅(LightCounting)에 따르면 글로벌 광트랜시버 시장 규모는 올해 180억 달러로 성장할 전망이다.
ETRI는 이번에 개발한 기술을 국내외 특허 출원하고, 광부품 기업 우리로에 이전했다.
한영탁 ETRI 광통신부품연구실 책임연구원은 “공정 변수에 민감한 화합물 광반도체 분야에서 원천기술과 안정적 생산 역량을 동시에 확보한 것이 이번 성과의 핵심”이라고 설명했다.
권용환 ETRI 광무선연구본부장은 “AI 데이터센터와 차세대 통신 시장에 적용 가능한 핵심 광검출기 기술을 국내 최초로 개발했다”며 “국내 광부품 산업 경쟁력 강화에 기여할 것”이라고 말했다.
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP) 지원으로 수행했고, 연구성과는 아시아·태평양 지역 최대 광통신 학술대회 ‘OECC 2025’에서 발표됐다.
