AI 데이터센터 구리선 한계 부딪혔다… EVG, 차세대 CPO 반도체 기적의 제조법 공개-아이씨엔매거진

하이브리드 본딩과 나노임프린트 리소그래피 기술로 고성능 AI 인프라용 코패키지드 옵틱스 상용화 앞당겨

인공지능(AI) 워크로드와 대규모 데이터센터의 급격한 성장으로 기존 구리 배선의 데이터 전송 속도와 전력 효율이 한계에 다다르고 있다. 이에 따라 반도체 업계는 전기 신호 대신 빛을 이용해 데이터를 주고받는 코패키지드 옵틱스(CPO; Co-Packaged Optics) 기술을 차세대 해법으로 주목하고 있다. 글로벌 반도체 장비 기업 EV Group(EVG)은 AI 인프라와 고성능 컴퓨팅(HPC) 환경을 위한 CPO 아키텍처 양산 및 제조 공정 솔루션을 전격 공개했다.

이종 집적과 나노임프린트 기술로 광패키징 한계 극복

코패키지드 옵틱스는 광자 집적회로(PIC; Photonic Integrated Circuit)와 레이저 및 광학 구조를 단일 패키지 안에 직접 통합하는 첨단 기술이다. 서로 다른 물리적 특성을 가진 소재들을 고밀도로 결합해야 하므로 제조 난이도가 매우 높다. EVG는 수십 년간 축적한 웨이퍼 본딩(Wafer Bonding)과 나노임프린트 리소그래피(NIL; Nanoimprint Lithography) 및 박형 웨이퍼 공정 포트폴리오를 활용해 이 제조 과제를 해결하고 있다.

특히 하이브리드 본딩(Hybrid Bonding) 기술은 광자 회로와 전자 회로 간의 신호 손실과 기생 효과를 최소화하면서 고대역폭 집적을 구현한다. 또한 퓨전 본딩(Fusion Bonding)과 상온 본딩 기술을 통해 레이저 광원 소재 및 차세대 광 변조 소재의 이종 집적(Heterogeneous Integration)을 가능하게 만든다. 나노임프린트 리소그래피 기술은 칩 간 광 연결을 돕는 미세한 격자 결합기와 광학 소자를 정밀하고 대량으로 가공하는 환경을 제공한다.

기술 역량 센터를 통한 양산 검증 지원

EVG는 고객사가 신기술을 양산 라인에 적용하기 전, 실제 환경과 동일한 조건에서 공정을 최적화할 수 있도록 전문 역량 센터(Competence Center)를 운영하고 있다. 이를 통해 양산 전환 시 발생할 수 있는 위험을 줄이고 제품의 시장 출시 기간을 크게 단축시킨다.

베른트 딜라허(Bernd Dielacher) EVG 사업개발 디렉터는 “코패키지드 옵틱스는 AI 하드웨어의 중대한 기술 전환을 의미하며, 단일 솔루션이 아닌 포괄적인 공정 전문성이 요구된다”라며 “EVG는 초기 개발 단계부터 대량생산에 이르기까지 전 공정을 검증할 수 있도록 지원한다”라고 밝혔다. 업계는 향후 CPO를 넘어 광 입출력(Optical I/O) 칩렛 구조 및 3D 포토닉스-전자 집적 기술로 빠르게 진화할 전망이다.