KAIST 유경식 교수와 DGIST 한상윤 교수 연구팀이 가변형 광집적회로의 대기전력을 기존 대비 100만 배 이하로 줄일 수 있는 혁신적인 기술을 개발했습니다.

KAIST 유경식 교수와 DGIST 한상윤 교수 연구팀이 가변형 광집적회로의 대기전력을 기존 대비 100만 배 이하로 줄일 수 있는 혁신적인 기술을 개발했다. 초거대 AI 모델의 등장으로 인해 초고속, 고효율, 대규모 연산이 요구되는 상황에서, 병렬 처리 능력을 극대화하는 연산장치에 대한 연구 경쟁이 전 세계적으로 치열하다. 기존의 전자 기반이 아닌 광자 기반의 신개념 연산장치는 전력 대비 연산 효율이 매우 높은 것으로 알려져 있으며, 미국의 MIT, 유럽의 IMEC 등의 세계 유수의 연구기관에서 이와 같은 광학기반 초고속 저전력 연산장치에 대한 연구가 진행하고 있다. 대규모 가변형 광집적회로는 광학기반 연산장치, 양자정보 처리 및 통신을 위한 광학 회로 등에 곧 적용될 수 있을 것으로 예상된다.

KAIST, DGIST 공동 연구팀은 통상적인 열광학적 접근 방식에서 벗어나 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 기술을 적용했다. 이번 연구의 핵심은 광집적회로의 핵심 구성 요소인 가변형 광결합기와 위상 변조기를 초저전력 MEMS 기반으로 구현하여 열 발생을 최소화한 것이다. 이번 연구 결과는 치열한 경쟁 속에서 이루어 낸 성과로, 광학기반 연산장치의 기본 유닛에서 기존 유사 기술 대비 100만 배 낮은 대기 전력 소모(성능을 인정받아 광공학 분야 최고 권위의 저널인 'Nature Photonics' 2023년 12월호에 게재되었다.

향후 대규모 초고속 병렬 연산과 양자 정보처리, 통신 등 다양한 분야에 큰 기여를 할 것으로 예상되는 본 연구는 삼성전자 미래기술육성사업과 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었다.