연구원, 초고속 신호 처리 마이크로파 포토닉스 칩 개발

최근 홍콩시립대 전기공학과 왕쳉(Wang Cheng) 교수 연구팀이 세계 최고 수준의 마이크로파 포토닉스(MWP) 칩 개발에 성공했다. 이 칩은 광학 원리를 활용하여 초고속 아날로그 전자 신호 처리 및 계산을 수행할 수 있습니다.
이 칩은 기존 전자 프로세서보다 1000배 더 빠를 뿐만 아니라 에너지 소비도 적습니다. 광범위한 응용 분야는 5/6G 무선 통신 시스템, 고해상도 레이더 시스템, 인공 지능, 컴퓨터 비전, 이미지/비디오 처리 등 다양한 영역을 포괄합니다.
이 팀은 통합 리튬 니오베이트 마이크로파 광 처리 엔진이라는 제목으로 Nature 저널에 게재된 연구에 대해 홍콩 중문 대학교와 협력했습니다.
무선 네트워크, 사물 인터넷(IoT), 클라우드 기반 서비스의 급속한 확장으로 인해 기본 RF 시스템에 대한 수요가 기하급수적으로 증가했습니다. 마이크로파 포토닉스(MWP) 기술은 광학 부품을 활용하여 마이크로파 신호를 생성, 전송 및 처리하는 고유한 이점을 통해 이러한 문제에 대한 효과적인 솔루션을 제공합니다. 그러나 통합 MWP 시스템은 초고속 아날로그 신호 처리, 칩 규모 통합, 높은 충실도 및 낮은 전력 소비의 동시 구현과 같은 여러 가지 과제에 직면해 있습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 Wang Cheng 교수 연구팀은 새로운 MWP 시스템을 개발했습니다. 이 시스템은 초고속 전자광학(EO) 변환과 저손실 다기능 신호 처리를 단일 칩에 혁신적으로 통합했으며, 이는 이전 연구에서는 결코 실현되지 않은 성과입니다.
이러한 뛰어난 성능은 박막 리튬 니오베이트(LN) 플랫폼을 기반으로 하는 통합 MWP 처리 엔진을 통해 가능해졌습니다. 이 엔진은 광범위한 아날로그 신호 처리 및 계산 작업을 수행할 수 있습니다. 보고서에 따르면 이 칩은 67GHz의 매우 넓은 처리 대역폭을 가질 뿐만 아니라 계산 정확도도 뛰어납니다.
수년에 걸쳐 팀은 통합 LN 포토닉 플랫폼에 대한 연구를 진행해 왔습니다. 2018년에는 하버드 대학교와 노키아 벨 연구소의 동료들이 박막 리튬 니오베이트(LN) 플랫폼에서 세계 최초의 CMOS(상보형 금속 산화물 반도체) 호환 통합 전기 광학 변조기를 개발했다는 ​​점을 언급할 가치가 있습니다. 현재 연구 혁신의 기초. 박막 리튬 니오베이트(LN)는 마이크로 전자 공학의 실리콘과 비교할 수 있는 포토닉스 분야에서의 중요성 때문에 "포토닉스의 실리콘"으로 불립니다.
이 연구는 박막 리튬 니오베이트(LN) 마이크로파 포토닉스라는 완전히 새로운 연구 분야를 열었을 뿐만 아니라 무엇보다도 컴팩트한 크기, 높은 신호 충실도, 낮은 대기 시간을 갖춘 마이크로파 포토닉스 칩을 가능하게 합니다. 더 중요한 것은 이 획기적인 발전이 칩 규모의 아날로그 전자 처리 및 계산 엔진의 새로운 방향을 제시한다는 것입니다.