인텔 랩(Intel Lab)이 다파장 통합 포토닉스 연구에 최고의 발전을 거두며, 향후 코패키지드 옵틱(Co-Packaged Optics, CPO) 및 광학 컴퓨팅 상호 연결과 같은 미래의 대용량 애플리케이션에 필요한 성능을 갖춘 광원 생산을 기대하게 했다.

인텔 랩은 데이터 센터와 네트워크 전반의 컴퓨팅 실리콘 간의 통신 대역폭을 증가하는 통합 포토닉스 연구 분야에서 상당한 진전을 달성했다고 30일 밝혔다.

이번 연구 결과는 다파장 통합 포토닉스 분야에서 업계 최고의 발전을 이루었다는 것이 특징이다.

또한 업계의 표준을 뛰어넘는 +/-0.25 데시벨(dB)의 우수한 출력 균일도와 ±6.5% 파장 간격 균일도를 제공하는 8파장 분산 피드백(DFB) 레이저 어레이도 시연했다.

하이승 롱(Haiseng Rong), 인텔 랩 수석 엔지니어는 “이번 연구는 균일하고 촘촘한 파장으로 적합한 출력 전력을 얻을 수 있다는 것을 보여준다”며 “가장 중요한 것은 인텔 팹(fab)에서 기존 제조 및 공정 제어를 사용해 차세대 공동 패키지 포토닉스 및 광학 컴퓨팅 상호 연결 대량 생산을 위한 명확한 길을 제시할 수 있게 된 것”이라고 말했다.

이번 결과는 인공지능 및 머신러닝을 포함한 새로운 네트워크 집약적인 워크로드를 위한 코패키지드 옵틱(Co-Packaged Optics, CPO) 및 광학 컴퓨팅 상호 연결과 같은 미래의 대용량 애플리케이션에 필요한 성능을 갖춘 광원 생산을 가능하게 한다.

레이저 어레이(laser array)는 인텔의 300㎜ 실리콘 광학 제조 공정을 기반으로 구축돼 대량 제조 및 광범위한 적용을 위한 기반을 마련한다.

이번 발표는 균일한 출력 전력을 유지하면서 광원의 일관된 파장 분리를 보장, 광 컴퓨팅 상호 연결 및 DWDM 통신의 요구 사항 중 하나를 충족할 수 있다. 향후 급증하는 고대역폭 인공지능 및 머신러닝 워크로드 수요에 맞게 광학 상호 연결을 사용하는 차세대 컴퓨팅 I/O를 제작할 수 있다.

8파장 분산 피드백 어레이는 인텔의 상용 300㎜ 하이브리드 실리콘 광학 플랫폼을 바탕으로 설계 및 제작됐으며, 이는 대량 생산 광학 트랜스시버를 제조하는데 사용된다. 엄격한 공정 제어를 통한 300㎜ 실리콘 웨이퍼를 제조하는데 사용된 것과 동일한 리소그래피 기술을 활용해, 대량 보완 금속 산화물 반도체(CMOS) 팹에서 레이저 제조 역량을 크게 향상했다.

인텔은 이번 연구를 위해 III-V 웨이퍼 본딩 공정 이전에 실리콘에서 도파관 격자를 정의하기 위해 리소그래피 기술을 사용했다. 이 기술은 3인치 또는 4인치 III-V 웨이퍼 팹에서 제조된 기존의 반도체 레이저 대비 더 균일한 파장을 선보였다.

아울러, 레이저 어레이는 레이저 간 밀접한 통합을 바탕으로 주변 온도 변화에도 일정한 채널 간격을 유지할 수 있다.

인텔은 실리콘 광학 기술의 선구자로서 자원이 풍부한 네트워크 인프라에 대한 증가하는 수요를 충족하기 위해 보다 효율적인 솔루션 개발에 전념하고 있다. 인텔은 광 생성, 증폭, 검출, 변조, CMOS 인터페이스 회로, 패키지 통합 기술 등의 핵심 기술 구성 요소를 개발하고 있다.

더불어 인텔 실리콘 포토닉스 제품 부서(Silicon Photonics Products Division)는 미래의 광학 컴퓨팅 상호 연결 칩렛 제품에 8파장 통합 레이저 어레이 기술을 다양하게 활용하고 있다.

향후 출시될 제품은 CPU, GPU 및 메모리 등 컴퓨팅 리소스 간 높은 전력 효율 및 고성능 멀티테라비트 상호 연결성을 제공한다. 통합 레이저 어레이는 대용량 제조 및 배치를 지원하는 콤팩트하고 비용 효율적인 솔루션을 제공하는데 있어 매우 중요한 요소다.