전량 수입에 의존하던 5G 네트워크 핵심부품을 이제 국내에서도 생산할 수 있게 된다. 한국원자력연구원(원장 박원석) 첨단방사선연구소(소장 이남호)와 광반도체 전문기업 (주)포셈(대표 장호진)이 공동 연구를 통해 ‘25Gbps급 애벌런치 포토다이오드(Avalanche-Photodiode, 이하 APD)’를 국내 최초로 개발했다.

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

Gbps는 데이터 전송 속도 단위로 25Gbps는 1초당 25기가바이트의 정보를 보낼 수 있다는 뜻이다. 국내 이동통신 3사는 프론트홀(기지국 내 무선 데이터 신호를 중앙 디지털 장치로 연결하는 경로)로 전송할 때 주로 10Gbps APD를 사용한다. 최근 IoT, 고해상도 영상 등 고속 데이터에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 점차 25Gbps급 전환이 이뤄질 것으로 전망된다. 

이번 기술개발은 25Gbps APD의 첫 국산화이자 원자력연구원이 ‘방사선기기 팹센터(이하 팹센터)’를 매개로 산업체와 협력한 대표적 사례다. 원자력연구원은 강소형 방사선기기 기업 육성을 목표로 2016년 정읍 첨단방사선연구소에 팹센터를 설립했다. 팹센터는 반도체형 방사선 검출기 제작에 필요한 진공장비·클린룸 설비 등을 보유한 시설이다. 

APD 연구는 초기 투자비용이 많이 드는 사업으로 중소기업들은 시작에 어려움을 겪었다. 이에 따라 지금까지 국내에서는 25Gbps급 APD를 직접 개발·생산하지 않고 일본, 미국 등 해외 선진업체에서 전량 수입했다. 

포토다이오드는 반도체형 방사선 검출기를 구성하는 부품이자 제작공정도 그와 유사하다. 따라서 (주)포셈은 지난 3년여 간 원자력연구원 팹센터 내 증착·식각·전극 형성 장비 등을 활용해 지난해 11월 이번 제품 개발을 완료했으며, 올해 하반기부터 25Gbps APD를 대량 생산할 계획이다. (주)포셈은 2017년 창업 이래 첨단방사선연구소 RFT실용화연구동에 입주해있다. 

한편 원자력연구원은 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. 팹센터 이용은 원자력연구원 첨단방사선연구소 홈페이지(www.kaeri.re.kr/arti)에서 예약할 수 있다.

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