"포토닉스"
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CPO 상용화 성공, 포토닉스 아닌 첨단 패키징이 좌우
EE Times는 공동 패키지 광학(CPO) 기술이 흔히 포토닉스 분야의 기술 혁신으로 소개되지만, 실제 상용화 성공 여부는 첨단 패키징 기술에도 크게 좌우될 것이라고 전했다. 보도는 CPO가 AI 시대에 맞춰 확장될 수 있는지를 결정하는 요인으로 광학 기술 자체보다 패키징 공정을 지목했다.
마벨, 포토닉스 기업 루멘텀 인수 — AI 커넥티비티 강화
미국 반도체 기업 마벨이 광통신 부품업체 루멘텀을 전액 주식교환 방식으로 인수하기로 했다. 이번 인수는 AI 데이터센터용 네트워킹에 필요한 포토닉스(광통신) 기술을 확보하기 위한 전략으로 풀이된다. EE Times에 따르면 엔비디아 젠슨 황 CEO는 마벨을 차세대 1조 달러 기업으로 평가한 바 있다. 마벨은 이번 거래로 AI 커넥티비티 분야 경쟁력을 강화하게 됐다.
imec, 실리콘포토닉스 광인터커넥트 로드맵 제시
imec는 AI·클라우드 데이터센터의 대역폭 수요 급증으로 구리 기반 전기 인터커넥트가 거리·전력·신호무결성 한계에 직면했다고 밝혔다. 대안으로 떠오른 광인터커넥트는 실리콘포토닉스 기반 탈착형(pluggable) 광트랜시버를 통해 100/200G에서 400G, 800G로 확장해왔으며, 레인당 200Gbps 8레인 구조의 1.6T 트랜시버가 샘플링 및 초기 배치 단계에 들어섰다. 업계는 2020년대 말까지 3.2T 탈착형 광학 모듈을 목표로 하고 있으며, 더 높은 용량의 extreme pluggable optics(XPO)는 액체냉각이 필요해 복잡성과 비용 부담이 따른다고 전했다. imec은 리튬나이오베이트(LiNbO₃)와 리튬탄탈레이트(LiTaO₃)를 마이크로 트랜스퍼 프린팅 방식으로 실리콘포토닉스 플랫폼에 집적했다고 발표했다.
실리콘 포토닉스 테스트, 광학 정렬 자동화가 양산 성패 좌우
AI와 HPC용 데이터 전송 수요 증가로 실리콘 포토닉스, 근접패키지 광학(NPO), 공동패키지 광학(CPO)이 차세대 데이터센터의 핵심 기술로 떠오르고 있다. 그러나 광소자를 신뢰성 있게 고효율로 양산하려면 기존 전기 테스트에 더해 파이버 정렬, 결합 효율, 편광 관리 등 광학 측정을 아우르는 테스트 인프라가 필요하다. 광 결합 정렬은 X·Y·Z 위치와 세 축의 회전을 포함한 6자유도 조정이 필요하며, 채널 수가 늘어날수록 정렬 난이도도 커진다. Advantest는 복수의 레이저·파워미터 등 광 계측기를 하나의 테스트 환경에서 병렬로 제어하고, 전기·광학 테스트를 동시에 수행해 테스트 시간을 줄이는 방식을 개발하고 있다고 밝혔다. 업계는 테스트 장비, 프로브, 광 정렬, 소자 설계, 파운드리 간 생태계 협업이 양산 확대에 필수적이라고 본다.
실리콘 포토닉스 열관리, CPO 신뢰성 핵심 과제로 부각
Semiconductor Engineering이 디자인오토메이션콘퍼런스(DAC)에서 신시사이즈 업체 신옵시스, 실바코, 빈치, 키사이트 EDA, 지멘스 EDA 전문가들과 진행한 비공개 좌담회 내용을 보도했다. 전문가들은 포토닉스가 데이터 이동 에너지를 줄일 수 있지만 열 민감성과 기계적 스트레스를 사전에 충분히 이해해야 한다고 지적했다. 공동패키징 광학(CPO)은 EIC와 PIC를 패키지 안으로 가져와 열을 격리하려 하지만, 과도(transient) 상태의 열 거동을 함께 시뮬레이션하지 못하면 광학적 신뢰성을 보장하기 어렵다고 설명했다. 실리콘 포토닉스는 아날로그 소자 특성상 DC 전류가 계속 흘러 줄열이 많이 발생하며, 다수의 히터를 배치할 때 핫스팟을 피하면서 성능을 맞추는 것이 과제로 꼽혔다. 또한 칩을 얇게 만들어 휘어짐을 줄이면 오히려 방열 능력이 떨어질 수 있다는 우려도 제기됐다.
실리콘 포토닉스, JEDEC 신뢰성 표준 등장 — CPO 상용화 탄력
JEDEC이 실리콘 포토닉스 분야 첫 신뢰성 표준인 'JESD264'를 발표했다. 이 표준은 모듈레이터, 광다이오드, 도파로 등 구성요소 검증과 제조 공정 요구사항을 포함한다. 미안 쿠두스 JEDEC 의장은 이 표준이 실리콘 포토닉스 기술의 광범위한 도입에 필요한 신뢰성 기반을 구축하고 업계 협력을 강화할 것이라고 말했다. 삼성전자, TSMC, 인텔 등은 실리콘 포토닉스 기술을 연구개발 중이며, 삼성전자는 1분기 실적발표에서 파운드리사업부가 광통신 모듈 업체 수주에 성공해 사업 기반을 확보했다고 밝혔다. 실리콘 포토닉스의 유망한 적용처로는 광통신 모듈을 반도체 패키지와 가깝게 배치하거나 내부에 집적하는 공동패키징형광학(CPO)이 꼽힌다.
포토닉스 입문 eBook 공개, 광연결 패키지 레벨로 확장
반도체 전문 매체 Semiconductor Engineering이 전자공학 엔지니어를 위한 포토닉스 기초 eBook을 발간했다. AI로 인해 데이터센터의 연산·메모리 밀도가 급격히 커지면서 전기 신호만으로 데이터를 주고받는 방식의 한계가 부각되었고, 빛을 이용한 데이터 이동이 대안으로 떠올랐다고 설명한다. 지금까지는 서버 간, 랙 간 연결에 광학 기술이 주로 쓰였지만 앞으로는 패키지 단위, 나아가 데이터 처리 지점에 더 가까운 곳까지 광신호가 확장될 것이라고 전한다. eBook에는 YieldWerx, Ayar Labs, Siemens EDA, Cadence, Keysight, Synopsys, Advantest, Brewer Science 등 업계·학계 전문가로 구성된 기술자문위원회가 참여했다.
타워세미컨덕터, 일본 실리콘포토닉스 증설 — AI 광통신 반도체 공급 확대
타워세미컨덕터가 일본 니가타현 아라이 공장과 도야마현 우오즈 공장에 광반도체 생산시설을 구축하며 총 40억 달러 규모를 투자한다. 이 중 일본 경제산업성이 10억 달러를 지원한다. 2029년까지 300mm 웨이퍼 기준 월 4만 5000장 생산체제를 갖출 계획으로, 2025년 대비 약 40배 규모다. 회사는 AI 데이터센터에서 GPU 간 데이터 전송에 쓰이는 실리콘포토닉스와 코패키지드옵틱스(CPO) 기술까지 생산 범위를 넓힐 계획이며, 1단계 생산체제는 2027년 4분기 가동을 목표로 한다.
