AI 데이터센터 전력 대란 잡을 비장의 카드… 옵토전자·한양대 ‘CPO 광반도체’ 맞손

웨이퍼 레벨 옵틱스(WLO) 기술과 실리콘 포토닉스 연구 역량 결합해 차세대 초고속·저전력 광통신 모듈 상용화 박차

인공지능(AI; Artificial Intelligence) 서비스가 전 세계적으로 폭발적으로 늘어나면서 데이터센터가 처리해야 할 데이터 트래픽도 한계치에 다다르고 있다. 이에 따라 기존의 전기 신호 기반 통신이 가지는 전력 소모와 발열 문제를 극복할 새로운 대안으로 광통신 기술이 떠오르고 있다. 웨이퍼 레벨 옵틱스(WLO; Wafer Level Optics) 전문 기업인 옵토전자는 한양대학교 차세대반도체융합공학부 김영현 교수 연구실과 공동으로 차세대 광패키징 기술인 CPO(Co-Packaged Optics) 모듈 기술을 개발하기 위한 양해각서(MOU)를 체결했다.

광트랜시버와 스위치 칩의 융합… CPO가 이끄는 AI 데이터센터 혁신

데이터센터의 전력 소모를 줄이기 위해 글로벌 빅테크 기업들이 가장 주목하는 핵심 기술이 바로 CPO다. CPO는 빛을 이용해 데이터를 송수신하는 광트랜시버(Optical Transceiver)와 데이터 흐름을 제어하는 반도체 스위치 칩을 하나의 패키지 기판 위에 통합하는 첨단 광패키징 기술을 말한다. 기존에는 스위치 칩과 광트랜시버가 구리 전선으로 멀리 떨어져 연결되어 있어 데이터 전송 과정에서 막대한 전력이 낭비되고 신호 손실이 발생했다. 반면 CPO 방식을 적용하면 구리 전선의 길이를 줄여 전력 소모를 획기적으로 줄이고 데이터 전송 속도를 극대화할 수 있다.

이번 협약을 통해 옵토전자와 한양대는 초소형 및 고효율 CPO 모듈 상용화를 목표로 연구 역량을 모은다. 한양대 김영현 교수 연구실이 보유한 실리콘 포토닉스(Silicon Photonics) 설계 기술과 옵토전자의 제조 인프라가 결합하여 시너지를 낼 것으로 기대를 모은다.

WLO 공정과 포토닉스 파운드리로 양산 시기 단축

CPO 모듈을 실제로 구현하려면 미세한 광학 렌즈와 반도체를 오차 없이 정밀하게 정렬하는 기술이 필수적이다. 옵토전자는 반도체 웨이퍼 가공 공정과 동일하게 웨이퍼 단계에서 수만 개의 미세 렌즈를 한 번에 만드는 WLO 기술을 보유하고 있다. 이 기술을 활용하면 모듈의 크기를 대폭 줄이면서도 생산 단가를 낮출 수 있다. 또한 설계부터 패키징과 양산까지 한 번에 지원하는 포토닉스 파운드리(Photonics Foundry) 플랫폼을 통해 학계의 연구 성과를 빠르게 실제 제품으로 전환한다.

이준역 옵토전자 대표는 “실리콘 포토닉스 분야 권위자인 한양대 김영현 교수 연구실과 협력하게 돼 뜻깊다”라며 “당사의 WLO 양산 기술을 CPO에 접목해 글로벌 광통신 시장에서 차별화된 경쟁력을 확보하겠다”라고 밝혔다.

한양대 김영현 교수는 “산업계의 첨단 인프라를 보유한 옵토전자와의 협력은 CPO 기술 상용화 시기를 대폭 앞당기는 계기가 될 것이다”라고 강조했다.

투자 유치에 성공하며 사업을 확장하고 있는 옵토전자는 이번 산학협력을 시작으로 AI 데이터센터는 물론 자율주행차와 6G 이동통신 등 초고속 광통신이 필요한 다양한 미래 산업 분야로 시장을 넓혀갈 계획이다.