ST, AI 데이터센터용 실리콘 포토닉스 PIC100 대량 양산… “AI 슈퍼사이클 정조준”

300mm 웨이퍼 기반 800G·1.6T 구현, 2027년까지 생산 능력 4배 확대

ST마이크로일렉트로닉스(ST)가 최첨단 실리콘 포토닉스 플랫폼인 PIC100의 대량 생산을 개시했다. 이번 양산은 글로벌 주요 하이퍼스케일러(대규모 클라우드 사업자)들이 구축 중인 차세대 데이터센터와 AI 클러스터의 광 인터커넥트 수요를 충족하기 위함이다.

ST는 300mm 웨이퍼 공정의 강점을 살려 고품질의 광학 소자를 안정적으로 공급하며, 2027년까지 현재의 4배 수준으로 생산 능력을 확충한다는 공격적인 로드맵을 제시했다.

800G 및 1.6T 시대를 여는 고효율 광학 성능

PIC100 플랫폼은 AI 워크로드 처리의 핵심인 800G 및 1.6T 트랜시버 구현에 최적화되어 있다. 데이터 전송 속도가 빨라질수록 신호 손실과 발열 문제가 심화되는데, ST는 이를 물리적인 소재 혁신으로 해결했다.

• 동급 최저 수준의 손실: 실리콘(Si) 및 질화규소(SiN) 도파관에서 각각 0.4 dB/cm와 0.5 dB/cm라는 매우 낮은 광 손실률을 달성했다.
• 에너지 효율 최적화: 향상된 변조기(Modulator)와 포토다이오드 성능을 통해 전력 소모를 줄이면서도 대역폭을 획기적으로 늘렸다.
• 혁신적인 패키징: 에지 커플링(Edge Coupling) 기술을 통해 광섬유와 칩 사이의 신호 연결 효율을 극대화했다.

TSV와 CPO로 이어지는 미래 기술 로드맵

ST는 현재의 PIC100 양산에 그치지 않고, 차세대 기술인 PIC100 TSV 플랫폼을 예고했다. 이는 반도체 칩에 구멍을 뚫어 데이터를 수직으로 연결하는 실리콘 관통 전극(TSV) 기술을 광학 분야에 접목한 것이다.

이를 통해 광 연결 밀도를 높이고 시스템 전체의 열 효율을 개선할 수 있다. 특히 이 기술은 프로세서와 광학 모듈을 하나의 패키지에 통합하는 CPO(Co-Packaged Optics) 및 NPO(Near Packaged Optics) 구현의 핵심 징검다리 역할을 한다. ST는 하이퍼스케일러들이 장기적으로 추구하는 광-전자 통합(Photonic-Electronic Integration) 경로를 완벽히 지원한다는 방침이다.

[용어 해설 (Glossary)]

하이퍼스케일러 (Hyperscaler): 대규모 데이터센터를 운영하며 전 세계에 클라우드 서비스를 제공하는 거대 IT 기업(구글, 아마존, 마이크로소프트 등)을 뜻한다.

실리콘 포토닉스 (Silicon Photonics): 실리콘 반도체 기술을 활용하여 빛(광자)을 제어하고 데이터를 전송하는 기술이다. 구리 배선보다 빠르고 전력 소모가 적다.

PIC (Photonic Integrated Circuit): 여러 광학 기능을 하나의 칩 위에 통합한 광집적회로다.

TSV (Through-Silicon Via): 칩의 본체를 관통하여 상단과 하단을 전기(또는 신호)적으로 연결하는 수직 전극 기술이다.

CPO (Co-Packaged Optics): 스위칭 칩이나 프로세서와 광학 엔진을 같은 패키지 안에 배치하여 데이터 전송 경로를 단축하고 효율을 높이는 기술이다.

트랜시버 (Transceiver): 데이터를 송신(Transmitter)하고 수신(Receiver)하는 기능을 하나로 합친 통신 모듈이다.