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상세정보

O-band 대역 25Gbps 전계흡수형 레이저 다이오드(EML) 기술

전수책임자
백용순
참여자
권오균, 권오기, 김기수, 김남제, 김덕준, 김동영, 김동철, 김종회, 김태수, 박미란, 박상호, 백용순, 신장욱, 안신모, 오수환, 윤석준, 윤천주, 이동효, 이동효, 이동훈, 이서영, 이철욱, 임영안, 정현도, 최병석, 최중선, 한영탁, 한원석, 허영미
기술이전수
1
이전연도
2019
협약과제
14MB2500, 초소형 100G 클라이언트 트랜시버용 TOSA 개발, 백용순
15MB2500, 초소형 100G 클라이언트 트랜시버용 TOSA 개발, 백용순
17MB1100, 5G 이동통신 기지국용 디지털기반 프론트홀 광링크기술 개발, 권오균
18HB2900, 데이터센터 통신용량 증대를 위한 저전력 On-Board 집적 400Gbps 광송수신 엔진 기술, 백용순
19MB1100, 5G 이동통신 기지국용 디지털기반 프론트홀 광링크기술 개발, 권오균
18MB1100, 5G 이동통신 기지국용 디지털기반 프론트홀 광링크기술 개발, 권오균
19HB2100, 데이터센터 통신용량 증대를 위한 저전력 On-Board 집적 400Gbps 광송수신 엔진 기술, 백용순
19HB3800, 5G 이동통신 프런트홀망용 CWDM 1291nm 10Gbps 튜너블 트랜시버 개발 및 사업화, 권오기
InGaAsP 기반의 O-band 대역의 25Gbps 동작 전계흡수형 레이저 다이오드(EML) 칩의 설계, 제작 및 특성 분석 기술
○ 기술이전의 목적
- 데이터센터 네트워크, 가입자망, 모바일 프론트홀 등에서의 광트랜시버 수요가 급격히 증가하고 있으며 대부분 25Gbps 통신을 기반으로 발전하고 있음
- 국내 광소자 기술은 10Gbps 이하 광원 기술만 상용화가 진행되고 있으며 25Gbps 이상의 하이앤드 광소자의 경우 전량 수입에 의존하고 있음
- 하이앤드 광소자는 기술적 난이도로 상용 업체가 제한적이어서 국내 광트랜시버 업체의 경우 수급에 어려움을 겪고 있어 기 개발된 연구소의 25Gbps EML 기술을 업체에 이전하여 국산화를 통한 글로벌 시장 개척 및 국내 광트랜시버 업체 경쟁력 확보에 기여함

○ 기술이전의 필요성
- 최근 일본의 소재, 부품에 대한 수출규제를 계기로 핵심 부품의 국산화 필요성이 제기되고 있으며 특히 5G 프론트홀에 사용되는 25G EML의 경우 전량 일본에서 수입되고 있어 기술이전을 통해 단기간 내에 상용 칩 생산 기술 확보를 지원하고자 함
- O-band 대역의 25G EML은 5G 프론트홀 뿐 아니라 데이터센터 네트워크에도 대량 수요가 발생하고 있어 25G EML 칩 기술이전을 통해 국내업체의 글로벌 시장 진출 지원
- 25G EML 기술이전을 통해 국내 하이앤드 칩 상용화 기반이 마련되면 향후 연구소의 레이저 다이오드 선행 기술 개발과 기술 이전을 통한 상용화 선순환 구도 확립
- O-band 25Gbps 전계흡수형 레이저 다이오드(EML) 기술의 특징과 장점은 아래와 같음
- 전계흡수형 레이저 다이오드 기술은 직접변조형 레이저 다이오드 기술 대비 변조 속도 및 변조 파형이 우수하여 향후 변조속도 증대나 장거리 전송에 유리함
- EML은 빛을 생성하는 DFB 영역과 빛을 변조하는 EAM영역이 분리되어 있으며 본 기술에서는 Butt-joint 기술을 이용하여 에피 및 구조 설계에서 각 영역의 독자적인 특성 최적화가 가능함
- DFB 영역은 매립형 BH 구도로 설계되어 낮은 문턱전류와 우수한 방열 특성을 가지며 EAM 영역은 Deep ridge 구조로 낮은 capacitance 확보가 가능하여 고속 동작에 유리함
- E-beam을 이용한 회절격자 공정 기술 확보로 다채널 어레이 소자 제작이 가능하며 출력 향상 및 단일 모드 수율 향상 구조 도입이 가능함
- 개발된 25G EML은 단일칩 패키징에 유리한 Lump 전극 구조 및 어레이 칩 패키징에 유리한 진행파 전극 구조 기술을 모두 확보하고 있어 응용 분야 따른 대응이 가능함
- 개발된 EML은 PLC 광소자 또는 광섬유와의 효율적 광결합을 위해 모드 크기 변환기가 집적되어 있어 패키징시 정렬 정밀도 완화는 물론 높은 광결합 효율을 확보함
- 모니터 PD의 단일 집적으로 패키징 난이도 및 비용 절감 가능
- 고속 변조를 위한 RF 전극 설계 및 BCB 공정 기술 확보를 통해 향후 다양한 고속 동작 소자에 응용 가능함
가. 기술이전의 내용

A. 기술명 : O-band 대역 25Gbps 전계흡수형 레이저 다이오드(EML) 기술
- 아래와 같은 특성을 갖는 O-band 대역 25Gbps NRZ 변조를 위한 전계흡수형 레이저 다이오드(EML) 칩의 설계, 제작 및 특성 분석의 기술 이전
- 파장 대역 O-band (1295 ~ 1310nm)
- 출력광 세기 > 0dBm
- E-O 변조 대역폭 > 22 GHz
- 신호 동적소광비 > 8dB
- SMSR > 35dB 이상

나. 기술이전의 범위
A. 기술명 : O-band 대역 25Gbps 전계흡수형 레이저 다이오드(EML) 기술
- 25Gbps EML 에피 설계 기술
- 25Gbps EML 구조 설계 기술
- 25Gbps EML 공정 기술
- 25Gbps EML 측정 및 분석 기술
- 특허 통상 실시권 제공 및 기술 문서 제공
- 25Gbps EML 칩 설계 및 제작 관련 교육
○ 적용분야
- 대면적 데이터센터 내부 네트워크에서의 고속 신호 전달
- 분산형 데이터센터간 고속 신호 전달
- 5G 이동통신을 위한 BBU와 RRH간의 프론트홀 통신
- 100G-PON 등 차세대 가입자망 통신

○ 기대효과
- 현재 하이앤드 광소자의 경우 전량 수입에 의존하고 있으며 특히 일본에서의 수입 의존도가 매우 높아 국산화를 통한 수입대체
- 하이앤드 광소자 국산화를 통한 글로벌 시장 진출
- 국내 광트랜시버 업체의 하이앤드 칩 수급 안정성 확보 및 이를 활용하는 국내 시스템 업체의 경쟁력 확보
- 5G 전국망 조기 포설 지원을 통한 5G 인프라 보급의 글로벌 선도 및 4차 산업혁명을 견인할 수 있는 새로운 서비스 도입의 기반 확보