본 기술은 "DBR 파장가변 레이저 집적 EAM 개발” (협약과제번호: 17AB2200)에서부터 시작되어 “5G 이동통신 프런트홀망용 CWDM 1291nm 10Gbps 튜너블 트랜시버 개발 및 사업화” 과제(협약과제번호: 19HB3800)에서 보유되었으며, 과제결과물 중 하나인 “O-band DBR TLD 반도체 칩 기술 이전"을 통해 광트랜시버 개발을 위한 핵심칩 기술을 이전하고자 함.
? 국내 이동통신 프런트홀망(ex. SKT)은 LTE-A 서비스를 위해 WDM (wavelength division multiplexing)망에서 다수의 서브채널(sub-channel)을 포함한 구성으로 운용하고 있으며, 5G 서비스 수용을 위해 채널수와 변조속도를 증가시켜 네트워크 대용량화를 시키고 있음.
? 채널형태는 기존의 파장고정 대신 인벤토리 저감 및 채널 관리/통제를 위해 아래 그림과 같이 파장가변 시스템으로 전환되고 있음.
? 광트랜시버의 구성은 아래그림과 같이 TOSA(transmitter optical sub-assembly), ROSA(receiver optical sub-assembly), PCB(printed circuit board), housing으로 구성되며, 소정의 form-factor 내에 모두 실장되며, 본 기술이전의 내용은 TOSA에 들어가는 Tunable DBR-LD 칩 기술임.
? 광트랜시버 제작시 원재료 비용은 광원칩 (39.5%), IC (12.4%), isolator (10.4%), PD (10.2%) 순이며, 광원칩은 단가면에서도 여타 부품에 비해 매우 높은 가격으로 기존에는 100% 전량 수입에 의존하고 있었으나, LTE-A SKT 망에 국산 DFB-LD 제품(6.144Gbps (CPRI 6), 파장고정 광원)이 적용되었음.
? 현재 ~10Gbps의 변조속도를 가진 제한적 파장가변 광원 (~4nm)이 적용되고 있으나, 본격적인 5G의 본격적인 적용과 함께 인벤토리 코스트 저감율을 높이기 위해서는 10Gbps 이상의 고속 동작과 15nm 이상의 파장가변이 가능한 반도체 칩 기술이 요구되는 상황임.
? 국내 광트랜시버 업체 (㈜오이솔루션, ㈜엘디스)의 10Gbps를 포함한 25Gbps의 광원칩 수요는 약 1000억이 넘고 있으며, ㈜큐에스아이 등 비통신용 광원칩 혹은 기능성 트랜시버 생산업체를 고려할 경우 년 1500억 이상의 내수를 위한 국산화와 함께 해외시장 진입이 가능할 것으로 판단됨.
? 파장가변 광원은 그림 2에 나타난 바와 같이 구현형태에 따라 대개 4가지로 구분할 수 있으며, 본 기술이전은 tunable DBR 구조로서 가격, 크기, 안정성, 동작의 간편성 측면에서 가장 우수한 형태로 평가되고 있음.
본 기술이전을 통해 제공된 파장가변 반도체 광원 칩을 장착하여 트랜시버를 개발함으로써 업체의 트랜시버 개발 시간과 비용을 절감하여, 국산화 달성 및 시장 선점의 기회 확보
ETRI 보유 프로그램 및 특허를 활용하여, 칩과 관련기술 제공
기술명: O-band DBR TLD 반도체 칩 구현기술
세부 기술: 통신용 파장영역에 대한 광트랜시버 개발을 위한 칩 솔루션 제공
1) ETRI 개발 파장가변 광원 반도체 칩 제공
2) 요구사항을 반영한 칩 구현 및 솔루션 제공
1) ETRI 파장가변 광원 칩 제공
- O-밴드내에 파장가변 반도체 광원 칩 (ETRI 자체개발 구조)
- 칩 개수: 조정가능(100개 이내)
- 적용칩에 대해 업체 사용 허가 및 인증
2) 요구사항 만족 및 반영 파장가변 칩 및 솔루션 제공
- 추가요구사항 반영구조에 대해 제작 (1회)
- 칩 개수: 조정가능 (100개 이내) * 추가요청시 관련비용 업체부담하에 검토
- 마운트 구성 및 동작형태 솔루션 제공
3) 기술이전 일정 계획
* 기간: 2019. 10.1 ~ 2019. 12.31
? 지난 몇 년간 CWDM 망 기반 3G-PP LTE 및 LTE-A의 국내 무선 이동통신 상용 서비스의 시행으로 인해 파장고정 Gb/s급 광원의 수요가 폭발적으로 증가하였으며, 이후 5G 수용을 위한 파장가변 광원 시스템으로의 변화에 맞춰 국내의 광통신 모듈회사가 이를 수용하여 신규로 형성되는 시장에 진입가능성이 높음.
? 세계적으로 수직계열 인수합병을 통해 칩 수급이 어려워지고 있는 상황에서 상용화 경험을 보유한 업체에서 이를 수행해서 시장요구에 대응하는 제품개발시 국내시장 활성화 뿐 아니라, 세계시장 진입도 가능할 것으로 판단됨.
? 국내업체에서 기보유하고 있는 제작기술과 ETRI의 성능평가기술과 결합하여 요구조건에 만족하는 국내솔루션 개발의 성공 가능성 높음.