ETRI "광 송수신 단일칩 개발…미래컴퓨팅·데이터통신 혁신 기여"

(대전=연합뉴스) 이주영 기자 = 국내 연구진이 컴퓨터 내부의 칩과 칩끼리 빛으로 데이터를 주고받아 기존 전기신호보다 10배 이상 빠르게 데이터를 처리할 수 있는 기술을 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI·원장 김흥남)은 8일 나노인터페이스소자연구실 김경옥 박사팀이 전기신호가 아닌 빛으로 데이터를 주고받는 미래 컴퓨터를 실현할 수 있는 실리콘 반도체 기반의 광 송수신 단일칩을 개발했다고 밝혔다.

이 연구 결과는 네이처출판그룹(NPG)이 발간하는 국제학술지 '사이언티픽 리포트'(Scientific Reports, 6월 10일자)에 게재됐다.  

현재 컴퓨터에 사용되는 칩의 회로와 칩을 연결하는 회로는 구리선으로 돼 있어 전기신호를 이용한 데이터 전송 속도를 높이고 전송량을 늘리는 데 제약이 있다. 광 송수신 단일칩을 이용하면 전기신호보다 10배 이상 빠른 빛으로 데이터 송수신을 할 수 있다.

연구진은 이 기술은 전자 집적회로와의 통합성을 증가시키고 칩 사이에서 광데이터 송수신이 효율적으로 이루어지도록 해 향후 고성능 컴퓨터(HPC), 중앙처리장치(CPU), 메모리, 3차원 IC, 광부품 등 광범위한 산업에 적용할 수 있다고 설명했다.

또 이 기술은 기존 전기 데이터 속도인 라인당 최대 1∼2Gbps를 10∼수십 배 끌어올릴 수 있다며 전송 거리에도 구애받지 않고 일반 컴퓨터 환경에서도 광통신 속도를 그대로 구현, 채널당 10∼40Gbps의 속도를 낼 수 있다고 연구진은 덧붙였다.

연구진은 이 기술이 실리콘 포토닉스 기술의 실질적 전자 칩 적용을 어렵게 하는 난제인 기판(SOI), 소자의 크기와 성능, 칩-레벨 광원 문제 등을 극복, 전자회로와의 통합성 및 실용성을 실현할 수 있을 것으로 기대하고 있다.  

연구진은 이 기술을 적용해 실리콘 칩 간에 라인당 초당 20기가비트(Gbit) 데이터의 저전력 초고속 광연결 프로토타입을 선보였다. 

ETRI는 이 기술이 앞으로 컴퓨터 CPU, 메모리 등 미래 컴퓨터 칩에 플랫폼으로 적용되면 비교적 저렴한 웨이퍼 수준의 양산 공정이 가능하고 데이터 입출력 속도 및 대역폭을 크게 향상시키는 것도 가능할 것으로 전망했다.  

ETRI는 또 이 기술은 전자-광 단일집적의 실용화에도 큰 영향을 줄 것이라며 향후 광통신 부품, 모바일기기, 센서, 디스플레이 부품 등 실용화에도 큰 파급효과가 예상된다고 밝혔다.

연구책임자인 김경옥 박사는“이 성과는 차세대 광전융합 반도체 기술의 국가 경쟁력을 높이는 계기가 돼 세계시장을 선점하고 미래 컴퓨터 시장을 선도해 나가는 데 기여할 것"이라며 "실리콘 포토닉스 기술을 반도체 업체, 광부품 업체 등에 이전할 계획"이라고 말했다.

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