국내 중소기업이 나노 소재를 적용해 광출력과 신뢰성을 향상시킨 100Gbps 초고속 광통신 모듈을 사업화했다. 향후 5년간 약 4500억원 규모로 예상되는 국내 시장에서 수입 대체 효과가 기대된다.
지피는 방열특성이 크게 향상된 100Gbps 광모듈 제품인 광수신기, 광송신기, 광트랜시버를 국내 최초로 상용화했다고 13일 밝혔다. 이 제품은 한국전자통신연구원(ETRI)으로부터 '열방산체 접합 페이스트' 기술을 이전받아 개발한 열전도율 8W/m·k로 기존보다 4배 이상 높은 접합소재를 적용한 것이 특징이다.
대용량·초고속 특성을 갖는 100Gbps 광송신기와 광수신기는 HD급 영화 12.5편을 1초 만에 전송하고 수신할 수 있는 차세대 5G 통신 핵심 모듈이다. 그동안 초고속 광통신에 필요한 광모듈 대부분은 수입에 의존하고 있었다.
초고속 통신 광모듈은 100Gbps 광송신기에 들어있는 레이저 다이오드(소자)가 동작할 때 발생하는 열을 효과적으로 방출시키지 못해 생기는 고온으로 광출력과 수명이 짧아지는 문제점이 있다. 기존 수입 제품은 발생하는 열을 제거하기 위해 열확산체를 접합하고 있으나 접합에 사용되는 은(Ag) 에폭시 페이스트 열전도율이 낮아 열을 방출하는데 한계가 있었다.
지피는 열 방출이 용이한 은이 코팅된 구리(Cu) 나노분말을 혼합한 접착소재를 적용해 문제를 해결했다. Ag 코팅 Cu 나노필러 함유 접합소재를 적용한 100Gbps 광모듈은 열방출 성능, 신뢰성, 접합 강도가 향상돼 성능이 우수하고 동시에 제작에 소요되는 공정시간을 단축해 수입제품 대비 30% 이상 가격 경쟁력을 갖췄다.
핵심 광원 모듈인 UV 405㎚ 레이저 다이오드 모듈에 개발된 접착소재를 적용하면 기존 UV 405㎚ 레이저 다이오드 모듈 대비 동작온도를 5℃ 낮출 수 있다.
지피는 과기정통부와 산업부가 공동으로 진행하는 나노융합2020사업 지원을 받아 ETRI, 서울과기대 등과 산·학·연 협력 연구를 통해 100Gbps 광모듈을 사업화했다. 지난해 11억원 매출과 국내외 14건의 특허를 등록, 40여명 신규 고용 창출 성과도 냈다. 개발한 광모듈을 현재 다수 국내 기업에 판매하고 있으며 우수한 특성과 30% 이상 낮은 가격 경쟁력을 바탕으로 해외 시장 진출도 추진한다.
박준희 지피 대표는 “100Gbps 광모듈 개발로 외산에 의존하던 대용량·초고속 통신용 핵심부품을 국산으로 대체할 수 있을 것으로 기대된다”면서 “양산화 기술이 개발된 200㎚급 은 코팅 구리 나노분말은 전자파 차폐 필름용 필러와 전력반도체 소결접합 소재 등으로도 적용이 가능해 향후 응용제품 범위가 확대될 것”이라고 말했다.
정현정 배터리/부품 전문기자 iam@etnews.com
