한·미 연구진이 기존 상용화된 광스위치 보다 광 입·출력 연결 속도를 1만배 이상 빠르게 재구성할 수 있는 세계 최대 규모의 광집적스위치를 개발했다. 초연결 시대 차세대 네트워크 구축에 기여할 것으로 예상된다.
광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 석태준 전기전자컴퓨터공학부 교수가 미국 UC버클리대 밍 C. 우 교수팀과 공동으로 각각 240개의 광 입·출력 연결을 재구성할 수 있는 5만개가 넘는 나노구조체를 실리콘 반도체 칩 위에 집적한 세계 최대 광스위치 소자를 개발했다고 25일 밝혔다.
스위치는 다수의 광 입·출력 단자를 연결해 광통신 네트워크에서 광 정보의 흐름을 조정하는 장치다. 현재 사용하는 전기 신호의 네트워크 스위치는 전력소모가 크고 많은 열을 발생해 처리할 수 있는 정보 처리량이 한계에 도달해 차세대 스위치 개발이 활발하게 이뤄지고 있다. 데이터센터에서 수많은 서버를 연결하기 위해 광스위치의 입·출력 단자를 확장하는 것이 중요하다.
석 교수 등은 실리콘 광반도체 위에 다단계의 스위칭 스테이지를 배열하는 기존 방식 대신 복층으로 구성된 광도파로를 입체적으로 구현했다. 미세전자기계시스템으로 광도파로를 물리적으로 이동시켜 빛의 경로를 전환하는 방식으로 광손실의 누적을 피했다. 또 광반도체 공정시 실리콘 칩을 연결해 240개의 광 입·출력 연결을 재구성할 수 있도록 했다.
이번에 개발한 스위치는 1초에 100여번 정도 입·출력 단자 연결을 재구성할 수 있는 기존 상용 광스위치에 비해 1만배 이상 빠른 1초에 100만번 이상 재구성할 수 있다.
석태준 교수는 “기존 반도체 칩 크기 한계를 뛰어넘어 대규모 광집적회로를 가능하게 해주는 혁신적인 기술”이라면서 “광소자 양자컴퓨팅, 광인공신경망 등 차세대 광집적회로 분야에 응용할 수 있을 것”이라고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
