광반도체 세상 어떻게 바꾸나?

발행일 : 2017.07.11 

라이오닉스글로벌이 전자반도체를 대체할 차세대 광반도체(PIC)를 앞세워 세계 시장에 출사표를 내민다. 광반도체 적용 제품이 관련 산업에 새로운 패러다임을 제시할지 주목된다.

<광학 빔 형성기에 장착된 광반도체 모습(사진=전자신문DB)>

라이오닉스글로벌(회장 김영모)은 12일부터 사흘간 일산 킨텍스에서 열리는 '레이저 코리아 2017'에서 △광학 빔 형성기 △휴대형 단층영상 촬영기기 △레이저 조합기 △파장 가변 레이저를 선보인다. 

휴대형 단층영상 촬영기기는 기존 제품과 달리 분광계와 간섭계를 손톱만한 크기 칩(IC) 하나로 대체했다. 일반 단층영상 촬영기기(OCT)에는 분광계와 간섭계가 달려있다. 분광계는 빛을 파장대별로 나누고 간섭계는 빛을 물체에 쏴 반사돼 나오는 정도를 분석해 물질 밀도와 성질을 파악한다. 

라이오닉스글로벌은 광 집적 회로로 불리는 PIC 내부에 빛이 이동하는 경로 512개를 새겼다. 이를 통해 빛을 잘게 쪼개거나 움직임을 제어하는 분광계, 간섭계를 대신하도록 설계했다. OCT는 안과나 피부과에서 주로 쓴다. 

녹내장, 황반변성 등 안과 질환 수술에 앞서 망막 상태를 확인하는 데 사용된다. 피부에 적용하면 진피층까지 보여준다. 유수분 밸런스와 피부 주름, 노화 정도를 측정할 수 있다. 모세혈관 생김새와 혈류 속도 측정도 가능하다. 

회사 관계자는 “기존 OCT 대비 크기는 100분의 1, 가격은 20분의 1 수준으로 낮췄다”며 “전문가가 아니어도 쓸 수 있는 휴대형 OCT”라고 말했다. 그는 “전용 모니터는 물론 안드로이드 스마트폰, 태블릿PC와도 연동시켜 분석 결과를 제공할 예정”이라고 전했다.

5세대(5G)용 광학 빔 형성기(OBFN)도 공개한다. 4G에서 5G로 넘어가려면 고주파수대 영역을 써야 한다. 전송속도가 최소 20Gbps 이상 뛴다. 문제는 고주파수 신호를 처리할 때 간섭·혼선 현상이 빈번하게 일어난다는 것이다. 통신업계가 5G 적용에 어려움을 겪는 부분이다.

집적화된 마이크로웨이브포토닉스 기술을 PIC에 적용, 이를 해결했다는 게 회사 측 설명이다. 빔 형성 네트워크 방식을 썼다. 직진성이 강한 고주파 무선 신호를 먼 거리 다수 사용자에게 간섭 현상 없이 효율적으로 송수신하는 기술이다. 

광반도체는 이론적으로 전자반도체보다 100배 이상 많은 정보를 1000배 이상 빠르게 전달한다. 라이오닉스글로벌은 광반도체에 최적화된 원천기술 트라이플렉스를 확보했다. 빛이 돌아다니는 복잡한 경로를 자유자재로 구성할 수 있다. 

트라이플렉스는 3개 층으로 구성됐다. 이 중 빛이 이동하는 코어층을 실리콘나이트라이드 재질로 제작했다. 빛 손실을 줄여 신호 강도를 높이고 소비 전력을 줄이는 데 특화됐다. 라이오닉스글로벌은 이 재질에 대한 특허를 취득했다. 

크리스 롤룹슨 네덜란드 연구소 박사는 “라이오닉스글로벌의 광학 빔 형성기는 고주파수를 이용한 5G 이동통신 기술 중 가장 혁신적”이라며 “집적화된 칩 모듈은 모바일 기기 적용을 가능케 할 유일한 수단”이라고 전했다. 

최종희기자 choijh@etnews.com