izmo Microsystems·IIT 마드라스, 99.94크로 SPECTRA 2단계 착수…QKD·1.6Tbps 광엔진 목표

프로그램 개요: 국비 주도 5개년 연구·상용화 계획

izmo Microsystems와 IIT 마드라스가 기존 CPPICS(Centre for Programmable Photonic Integrated Circuits and Systems) 1단계를 이어받아 SPECTRA(Silicon Photonics Enabled Cutting-edge Technology Research and Applications)라는 명칭의 2단계 협력 협정을 맺었다. 5년간 투입되는 총예산 99.94크로 루피 가운데 97.54크로는 MeitY가 부담하고, 나머지 2.40크로는 izmo Microsystems가 현금·현물로 충당한다. 2단계의 목표는 실리콘 포토닉스 기술을 단순 연구 성과에서 실제 배치 가능한 제품 수준으로 전환하는 것으로, 포토닉 집적회로 설계부터 제작, 특성 평가, 고급 패키징, 시험, 시스템 통합까지 전 주기를 다룬다.

시장 배경: AI 인프라가 이끄는 광 연결 고도화

GPU·가속기 클러스터 확장에 따라 데이터센터 네트워크는 800G·1.6T급 광 인터커넥트와 코패키지드 옵틱스(CPO) 전환을 가속하고 있다. 시장조사기관 LightCounting 집계에 따르면, 전 세계 광 트랜시버 및 관련 제품 매출은 2025년 268억 달러로 전년 대비 74% 증가했으며 2026년에는 약 400억 달러에 달할 것으로 추산된다. 특히 실리콘 포토닉스 기반 트랜시버는 2026년 처음으로 전체 트랜시버 시장의 절반 이상을 점유할 것으로 전망됐다. 광 칩 단독 시장도 2025년 약 40억 달러에서 2031년 150억 달러까지 늘어날 것으로 예측돼, SPECTRA가 겨냥하는 상업 기회가 상당하다.

기술 목표: 1.6Tbps 광엔진·QRNG·QKD·AI 포토닉 프로세서

SPECTRA 2단계의 핵심 개발 목표는 네 갈래로 구성된다. 첫째, 1,550nm 파장 대역에서 동작하는 1.6Tbps급 실리콘 포토닉스 트랜시버 엔진 개발이다. 둘째, 50GHz를 초과하는 마이크로파 포토닉 엔진 구현이다. 셋째, QRNG(양자 난수 생성기)와 QKD(양자 키 분배)를 하나의 플랫폼에 통합한 양자 포토닉 모듈 제작이다. 넷째, AI 워크로드를 처리하는 포토닉 프로세서 개발이다. 설계 기반으로는 200mm 웨이퍼 플랫폼에서 활용 가능한 100개 이상의 IP 블록을 포함한 실리콘 포토닉스 공정 설계 키트(PDK) 구축도 추진된다.

izmo Microsystems의 역할: 칩에서 양산 모듈로

실리콘 포토닉스의 상용화 걸림돌은 완성된 포토닉 칩을 신뢰성 있게 제품화하는 패키징 단계에 있다. SPECTRA는 이 공백을 izmo Microsystems의 역량으로 메운다. izmo는 CPO 인터페이스 정의 및 패키징 아키텍처 수립에서 시작해 PIC-EIC 공동 집적, 광섬유 정렬·접합, 양산급 패키징 공정 최적화, 시제품 조립, 신뢰성 검증 순으로 단계적으로 역할을 넓힌다. 5개년 로드맵이 최종 목표로 삼는 것은 인증된 CPO 설계 규칙과 상업 서비스 역량의 확보로, 이는 파운드리 제작에서 완제품 시스템 납품까지 이어지는 경로를 제도화하는 작업이다.

1단계 성과와 2단계의 의미

CPPICS 1단계는 계획 마일스톤의 95% 이상을 달성하며 프로그래머블 포토닉스, 마이크로파 포토닉스, 양자 기술 분야에서 연구 결과물, 지식재산권, 시제품을 도출했다. 2단계는 이 성과를 토대로 기술 이전·산업화·상용화를 전면에 내세운다. 데이터센터, 통신, 방위, 양자 기술, 첨단 컴퓨팅 등 적용 범위도 확대된다. 다만 양자 포토닉스는 전체 네 응용 영역 중 하나에 해당하므로, SPECTRA의 즉각적 사업 가치는 AI 데이터센터 인터커넥트에 집중될 가능성이 크다.