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디지스트 10만배 빠른 반도체 광라우터 대량생산 눈앞


대구경북과학기술원(DGIST·디지스트)은 로봇공학전공 한상윤 교수(사진)와 미국 UC버클리 공동연구팀이 데이터센터의 정보 처리 속도를 획기적으로 늘릴 수 있는 반도체기반 ‘광-라우터’의 양산 테스트에 성공했다고 21일 밝혔다.

이번 성과는 고가의 데이터처리 장비인 광-라우터를 저비용으로 초소형화할 수 있는 길을 연 것으로 향후 대량생산이 기대된다.

코로나19 영향으로 비대면 서비스가 확대됨에 따라 데이터 폭증으로 인한 데이터센터의 수요가 증가하고 있다. 특히 국내 데이터센터시장 또한 빠르게 성장하면서 더 많은 용량과 빠른 정보처리를 요구하는 광-라우터 기술이 관심을 모으고 있다. 광-라우터는 반도체에서 광신호가 흐르는 길을 효율적으로 지정된 서버에 보내 줄 수 있는 데이터센터 구축의 핵심 소재다.

데이터센터의 고대역폭 네트워크는 광섬유로 이루어져 있지만 적절한 광-라우터 제품이 존재하지 않아 네트워크를 실시간으로 재배치하기 위해 현재 전자식 라우터를 이용하고 있다. 이때 광 신호를 전자신호로 변환하는 과정을 필요로 하기 때문에 네트워크의 대역폭이 좁아지고 추가적인 에너지 소모로 인해 네트워크의 확장성이 크게 떨어진다. 이는 데이터처리 속도에 크게 영향을 미치는 단점으로 작용한다.

이에 DGIST 한상윤 교수팀과 미국 UC버클리 공동연구팀은 2014년 실리콘으로 광-회로를 만드는 실리콘-포토닉스 기술을 개발해 기존 대비 10만 배 이상 빠른 광-라우터를 반도체 칩 위에 초소형으로 집적하는 기술을 최초 보고한 바 있다. 공동연구팀은 이를 바탕으로 미국 TSI semiconductors 파운드리사와 협업을 통해 최근 상용 반도체 파운드리에서 양산하는 것에 성공했다. 현재 UC버클리 공동연구팀에서는 관련 기술의 특허 등을 기반으로 실리콘밸리에 창업을 진행 중이다.

디지스트 로봇공학전공 한상윤 교수는 “이번 성과로 기존의 대형데이터센터의 내부 연결망을 광네트워크로 업그레이드하는 것이 더 쉬워졌다”며 “다양한 후속 연구를 통해 현재 디지스트에서 개발 중인 광회로들의 상용화도 꼭 이룰 수 있도록 하겠다”고 말했다.

한편 이번 연구 결과는 디지스트 한상윤 교수와 ‘SUSS Microtec’의 제레미 베글린(Jeremy Beguelin) 엔지니어가 공동 1저자로 참여했고 미국 국방고등연구사업국(DARPA), 미국 과학재단(NSF), 구글 Faculty Research Award, UC버클리 Bakar Fellow 프로그램의 지원으로 수행됐다. 광공학분야 최대 규모 학술단체인 국제광공학회(SPIE)에서 발행하는 ‘저널오브 옵티컬 마이크로시스템즈(Journal of Optical Microsystems)’에 지난 4월 표지논문으로 게재됐다.

대구=최일영 기자 mc102@kmib.co.kr

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