초록 ▼

핵심기술
대면적 데이터센터의 초고속/저전력 200G/400G 광트랜시버용 56Gbps DML 칩 개발

최종목표
o 대면적 데이터센터용 56G급 DML 광원 칩
- 중심파장 : 1300nm(LAN-WDM 파장 규격)
- Data rate: 56Gb/s (28Gbaud PAM-4 변조)
- 출력광 세기: > 10dBm
- 동작 전류(DC bias) : ≤ 70mA
- 전송 거리 : 2km

개발내용 및 결과
[개발내용]
o 고품질 InAlGaAs 에피 성장 기술 개

핵심기술
대면적 데이터센터의 초고속/저전력 200G/400G 광트랜시버용 56Gbps DML 칩 개발

최종목표
o 대면적 데이터센터용 56G급 DML 광원 칩
- 중심파장 : 1300nm(LAN-WDM 파장 규격)
- Data rate: 56Gb/s (28Gbaud PAM-4 변조)
- 출력광 세기: > 10dBm
- 동작 전류(DC bias) : ≤ 70mA
- 전송 거리 : 2km

개발내용 및 결과
[개발내용]
o 고품질 InAlGaAs 에피 성장 기술 개발
- 고속 동작이 가능한 InAlGaAs/InAlAs 기반의 1.3um 대역 에피 설계
- 낮은 산소 농도의 InAlGaAs/InAlAs 에피 성장 기술 확보
- 저전력/고온 동작울 위한 저전력 Ridge LD용 에피 구조 설계 및 성장 기술 확보
o 직접변조형 56Gbps 광원 칩 개발
- PAM4 변조 방식의 초고속 56Gbps 광원 칩 기술 개발
- 저전력 Ridge 도파로 구조 최적화 및 공정 기술 확보
- 고속/고온용 수동도파로 집적된 광원칩 제작 기술 확보
- PAM4동작을 위한 전극 Capacitance 구조 최적화 설계 및 제작 기술 확보
- 고수율 단일 모드 동작을 위한 E-Beam Grating 형성 기술
- 고출력 DML구조에서 높은 수율의 λ/4 Shift Grating 및 CP Grating 설계 기술 및 제작 기술 확보
- 고속 동작용 LD의 정적 특성 및 정적 특성 측정 기술 및 분석 기술 확보
o 직접변조형 56Gbps 광원 서브모듈 개발
- 56Gbps PAM4 신호 동작을 위한 고주파 전송선로 설계 기술 개발
- 고주파 신호 전송용 FPCB 설계 및 제작 기술 개발
- 고속 전송 선로를 포함한 FPCB, DML, 매칭저항을 집적한 DML 서브모듈 패키징 기술 개발

[개발결과]
o 고품질 에피 성장 기술 개발
- InAlGaAs/InAlAs 에피 성장 기술 개발
- InAlGaAs MQW 상온 PL 반치폭 : < 25meV
- InAlAs층 산소 농도 : < 2E16 /cm3
o 직접변조형 56G 광원 기술 개발
- 중심파장 : 1300nm
- 변조 대역폭 : 23GHz
- 변조 속도 및 변조 속도 : 56Gbps PAM-4 변조
- 동작 전류 : ≤ 70mA
- SMSR : > 40dB
- 동적 소광비 (00/11 Level) : 5.0dB
- 전송 거리 : 2km
- 출력광 세기 : > 10mW

기술개발배경
o 대용량 데이터 트래픽의 급격한 증가 등 통신 환경 변화의 따른 데이터센터 내부의 데이터 통신의 급격한 증가로 데이터센터 내부 광56G급 DML 칩은 향후 수요량이 급증할 것으로 예측됨
o 25G/28G급 DML 칩은 현재 상용화가 활발히 진행되고 있는 클라이언트 및 데이터 센터간의 100G 광트랜시버와 현재 급속하게 커지고 있는 모바일 백홀 시장에서의 수요량이 급증할 것으로 예측됨
o 국내 트랜시버 업체의 경우, 28G/56G급 이상의 광원 및 TOSA는 수입자체가 어려우며 경쟁력 확보를 위하여 국내기술 개발이 절실함

핵심개발기술의 의의
o ETRI에서는 25G급 직접 변조 광원을 개발하였으며, 본 연구를 통하여 28G/56G급 직접 변조 광원을 국내 최초 개발하였음
o 현재 상용화가 진행되고 있는 클라이언트 및 데이터 센터 100G트랜시버용 28G급 광원의 상용화 기술을 확보 하였음
o 데이터 센터용 차세대 200G/400G 광트랜시버의 핵심 부품인 56Gbps 광원 기술을 자체적으로 개발함으로써 기술 경쟁력 확보, 시장 선점을 통한 수출 증가 및 국내 광산업 활성화에 기여할수 있음

적용분야
o 기업망, 데이터센터 내부의 대용량 데이터 통신을 위한 200G/400G 광트랜시버용 56G 광원
o 클라이언트 및 데이터 센터간 통신을 위한 100G 광트랜시버용 28G 광원
o 모바일 백홀망용 25G급 광원

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 12
• 국문 요약문 ... 15
• 목차 ... 16
• 그림목차 ... 18
• 제 1 장 서론 ... 20
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 20
• 제 2 절 국내‧외 관련 기술 및 시장의 현황 ... 21
• 1. 국내외 기술 동향 ... 21
• 2. 국외 표준화 현황 ... 25
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적‧경제적 파급효과 ... 25
• 1. 개발 대상 기술･제품의 중요성 ... 25
• 2. 기술적 파급효과 ... 26
• 3. 경제적 파급효과 ... 27
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 28
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 28
• 1. 최종목표 ... 28
• 2. 평가방법 ... 29
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발범위 ... 29
• 1. 당해연도 개발 내용 ... 29
• 제 3 장 결과 및 향후계획 ... 32
• 제 1 절 연구개발 결과 ... 32
• 1. 연차 연구개발 추진 일정 ... 32
• 2. 연차 연구개발 추진 실적 ... 32
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 ... 68
• 제 2 절 연구개발 추진 체계(각 기관/기업별 역할 및 추진 내역) ... 69
• 1. 기술개발 추진 방법･전략 ... 69
• 2. 기술개발 추진 프로세스 ... 70
• 3. 기술개발팀 편성도 ... 71
• 제 3 절 시장현황 및 사업화 전망 ... 72
• 1. 국내외 시장 현황 ... 72
• 2. 사업화 전망 ... 74
• 제 4 절 사업비 사용현황 ... 77
• 1. 비목별 총괄표 ... 77
• 2. 참여연구원 ... 78
• 3. 위탁 및 용역과제 ... 78
• 제 5 절 연구개발결과의 활용계획 ... 79
• 끝페이지 ... 80