반도체 칩 크기 한계를 뛰어넘는 고효율 네트워크 광스위치 개발

2019.04.25 18:23
광주과학기술원(GIST)은 석태준(왼쪽) 전기전자컴퓨터공학부 교수와 밍우(오른쪽) 미국 버클리 캘리포니아대 전기전자컴퓨터공학과 교수 연구팀은 광섬유를 이용해 빛의 정보교환을 기존보다 1만배 빠르고 효과적으로 재구성할 수 있는 광스위치를 개발했다고 25일 밝혔다.
광주과학기술원(GIST)은 석태준(왼쪽) 전기전자컴퓨터공학부 교수와 밍우(오른쪽) 미국 버클리 캘리포니아대 전기전자컴퓨터공학과 교수 연구팀은 광섬유를 이용해 빛의 정보교환을 기존보다 1만배 빠르고 효과적으로 재구성할 수 있는 광스위치를 개발했다고 25일 밝혔다.

막대한 정보량을 기반으로 하는 초연결 시대의 차세대 네트워크에서 사용될 광스위치의 효율을 끌어올리는 기술이 개발됐다. 광스위치는 광통신 네트워크에서 광정보의 흐름을 조정한다.


광주과학기술원(GIST)은 석태준 전기전자컴퓨터공학부 교수와 밍우 미국 버클리 캘리포니아대 전기전자컴퓨터공학과 교수 연구팀이 빛의 정보교환을 기존보다 1만배 빠르고 효과적으로 재구성할 수 있는 광스위치를 개발했다고 25일 밝혔다.


광스위치는 다수의 광 입력과 출력 사이의 연결을 빠른 속도로 재구성해 광통신 네트워크에서 광정보의 흐름을 조정하는 장치다. 데이터 센터 내의 수많은 서버들을 연결해 주기 위해서는 광스위치의 규모를 확장시키는 것이 중요하다. 현재 사용하고 있는 전기 스위치는 전력소모가 크고 많은 열을 발생시켜 처리할 수 있는 정보량에 곧 한계에 도달할 것이란 예상이다.


연구팀은 실리콘 반도체 공정기술을 이용해 전기 스위치를 대체할 수 있는 광스위치를 개발했다. 240개의 광입력과 240개의 광출력 간 연결을 재구성해줄 수 있는 5만개가 넘는 나노구조체들을 실리콘 반도체 칩 위에 집적했다. 광스위치를 반도체칩에 집적하여 구현한 소자를 광집적스위치라고 한다. 


연구팀이 개발한 광집적스위치는 지금까지 알려진 광집적스위치 중 세계 최대 규모다. 기존에는 수십 개에 불과했다. 100여번에 그쳤던 기존의 광집적스위치보다 1만배의 속도를 낼 수 있다. 1초에 100만번 이상 입∙출력 연결을 재구성할 수 있는 셈이다.  


석 교수는 “이번 연구에서 소개된 광반도체 칩을 연결하는 방법은 기존의 반도체 칩 크기 한계를 뛰어넘어 대규모 광집적회로를 가능하게 해주는 혁신적인 기술이다”라며 “광집적스위치 뿐 아니라 광소자 양자컴퓨팅, 광기반 프로세서, 광인공신경망 등 현재 활발하게 연구되고 있는 차세대 대규모 광집적회로 분야에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다”고 말했다. 


이번 연구결과는 국제학술지 ‘옵티카’ 12일자에 발표됐다.

 

6인치 실리콘 웨이퍼에 광집적스위치가 설치됐다. GIST 제공
6인치 실리콘 웨이퍼에 광집적스위치가 설치됐다. GIST 제공

 

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