실리콘포토닉스 스타트업 포토니솔이 '집적형 광 아이솔레이터(광 다이오드)' 상용화 속도를 내고 있다.
김경헌 포토니솔 대표는 25일 포스코타워 역삼에서 열린 전자신문 테크데이 행사에서 “실리콘 포토닉스 집적회로의 대부분 소자는 이미 성숙했으나, 상용화된 집적형 광 아이솔레이터 칩은 아직 전무하다”고 강조했다.
광 아이솔레이터는 빛이 한 방향으로만 흐르도록 하는 부품이다. 전자 회로에서 다이오드나 트랜지스터가 전류의 흐름을 제어하는 것과 같은 역할을 한다. 이 부품이 없으면 반사된 빛이 레이저 등 광원을 불안정하게 만들어 전체 시스템의 성능과 신뢰성을 떨어뜨릴 수 있다.
현재는 개별(디스크리트) 광 아이솔레이터를 사용하는 방식이 일반적이다. 실리콘 포토닉스 칩(PIC) 자체에는 아이솔레이터를 집적하지 않고, 레이저 광원과 실리콘 칩 사이, 또는 광섬유 연결 구간에 별도의 벌크형 광 아이솔레이터를 배치한다. 다만 개별 부품을 사용하기 때문에 크기, 전력 소모, 비용, 조립 복잡성이 증가하는 문제가 있다.
광 통신에서는 삽입손실이 낮을수록 좋다. 손실이 크면 더 강한 레이저를 사용하거나 증폭기를 추가해야 해서 전력 소모와 비용이 늘어나기 때문이다. 현재 상용 벌크형 광 아이솔레이터는 보통 0.5~1데시벨(dB) 수준의 낮은 손실을 보이지만, 칩에 집적하는 방식은 기술적으로 더 어려워 상대적으로 높은 손실을 감수하는 경우가 많다.
포토니솔은 이 문제를 해결하기 위해 '스퍼터링' 방식으로 자기광학 소재(Ce:YIG) 박막을 실리콘 광도파로 위에 직접 형성하는 상보성 금속산화막 반도체(CMOS) 호환 공정을 확보했다. 기존에 사용되던 하이브리드 접착이나 펄스 레이저 증착(PLD) 방식보다 양산성이 높다는 것이 회사의 설명이다.
김경헌 대표는 “현재 삽입손실 5dB 미만, 아이솔레이션 26dB 이상 성능을 확보했으며, 2026년 말에는 삽입손실 3dB 이하, 아이솔레이션 30dB 이상으로 끌어올릴 계획”이라며 “추후 실리콘 질화물(SiN) 기반 소자로 발전시키고, 배열 도파로 격자(AWG)나 광학 위상배열(OPA)와 집적한 형태로 고도화하겠다”고 말했다.
이형두 기자 dudu@etnews.com
