- 원자력연-㈜포셈, 국내 최초 ‘25Gbps급 애벌런치 포토다이오드’ 개발 -

- ‘방사선기기 팹센터’ 운영 성공 사례, 올해 하반기 양산 목표 -

□ 전량 수입에 의존하던 5G 네트워크 핵심부품을 이제 국내에서도 생산할 수 있게 된다.

□ 한국원자력연구원(원장 박원석) 첨단방사선연구소(소장 이남호)와 광반도체 전문기업 ㈜포셈(대표 장호진)이 공동 연구로‘25 기가 비피에스(Gbps)급 애벌런치 포토다이오드(Avalanche-Photodiode, 이하 APD)’를 국내 최초로 개발했다.

    ※ 포토다이오드(수광소자) : 빛 에너지를 흡수해 전기에너지로 변환하는 광소자(센서)로,빛을 만드는 센서인 ‘광원소자’와 다름

ㅇ APD는 다른 포토다이오드보다 빛 에너지당 수십에서 수백 배 많은 전기신호를 생성한다. 따라서 대용량, 고속 전송이 관건인 5G 네트워크망 구성 시 광신호를 검출하는 핵심부품으로 활용된다.

ㅇ Gbps는 데이터 전송 속도 단위로, 25Gbps는 1초당 25기가비트의 정보를 보낼 수 있다는 뜻이다. 국내 이동통신 3사는 프론트홀로 전송할 때 주로 10Gbps APD를 사용한다. 최근 IoT, 고해상도 영상 등 고속 데이터에 대한 수요가 계속 증가함에 따라, 점차 25Gbps급 전환이 이뤄질 것으로 전망된다. 

    ※ 프론트홀(Fronthaul) : 기지국 내 무선 데이터 신호를 중앙 디지털 장치로 연결하는 경로

사진 1. 원자력연구원과 (주)포셈이 '25Gbps APD'를 국내 최초로 개발했다.

사진 2. 25Gbps APD 소자 본체가 탑재된 패키징 형태

□ 이번 기술개발은 25Gbps APD의 첫 국산화이자, 원자력연구원이 ‘방사선기기 팹센터(이하 팹센터)’를 매개로 산업체와 협력한 대표적 사례다. 

ㅇ APD 연구는 초기 투자 비용이 많이 드는 사업이므로 중소기업들은 시작에 어려움을 겪었다. 그래서 지금까지 국내에서는 25Gbps급 APD를 직접 개발‧생산하지 않고 일본, 미국 등 해외 선진업체에서 전량 수입했다. 

ㅇ 연구원은 강소형 방사선기기 기업 육성을 목표로, 2016년 정읍 첨단방사선연구소에 팹센터를 설립했다. 팹센터는 반도체형 방사선 검출기 제작에 필요한 진공장비‧클린룸 설비 등을 보유한 시설이다.

ㅇ 포토다이오드는 반도체형 방사선 검출기를 구성하는 부품이자, 제작공정도 그와 유사하다. 따라서 ㈜포셈은 지난 3년여간 연구원 팹센터 내 증착‧식각‧전극 형성 장비 등을 활용해, 지난해 11월 이번 제품 개발을 완료했다. ㈜포셈은 2017년 창업 이래 연구소 RFT실용화연구동에 입주해있다. 

사진 3. 방사선기기 팹센터는 반도체 센서 공정기술과 관련 연구장비를 보유하고 있다.

사진 4. 방사선기기 팹센터 전경

□ ㈜포셈은 올해 하반기부터 25Gbps APD를 대량 생산할 계획이다. 한편, 연구원은 산업체 외에도 대학교, 연구소를 대상으로 방사선기기 기초 연구부터 시제품 제작을 통한 실용화에 이르기까지 △첨단 연구장비 지원 △애로기술 지원 △실무자 교육훈련 △이용자 네트워크 구축 등의 서비스를 지원하고 있다.

ㅇ 팹센터 이용은 연구원 첨단방사선연구소 홈페이지(www.kaeri.re.kr/arti)에서 예약할 수 있다.

ㅇ 한국원자력연구원 박원석 원장은 “방사선기기 팹센터는 방사선기기뿐 아니라, 방사선 센서 기술을 활용한 소재‧부품‧장비개발도 지원하고 있다”며, “한국형 강소기업 육성의 메카가 되도록 노력하겠다”고 밝혔다.