경사 식각을 이용한 폴리머 광 스위치 2층 배선 기술 IT R&D Global Leader 경사 식각을 이용한 폴리머 광 스위치 2층 배선 기술 ETRI Technology Marketing Strategy ETRI OOO연구소(단, 본부)명 IT 융합∙부품 연구소

목 차 ---------------------------------------------- 1. 기술의 개요 목 차 ---------------------------------------------- 1. 기술의 개요 2. 타 기술과 비교 3. 기술이전 내용 4. 활용분야 및 기대효과 5. 국내외 시장 동향 ETRI IT 융합 ∙ 부품연구소

1. 기술의 개요 경사 식각을 이용한 폴리머 광 스위치 2층 배선 기술 정의: 8x8 이상의 광 매트릭스 스위치 등 고밀도 집적 폴리머 광 소자의 전기 배선상의 문제를 해결하기 위하여 포리머 경사 시각면을 이용한 2층 배선 기술 ◈ 폴리머 경사 식각을 이용한 폴리머 2층 배선 설계 및 제작 기술 ETRI IT 융합 ∙ 부품연구소

2. 타 기술과 비교(1) iPLC 3D MEMS 2D MEMS Bubble Jet no-moving part easy packaging mass producibility high repeatability excellent long-term reliability 3D MEMS 2D MEMS Bubble Jet iPLC 3D MEMS 2D MEMS Bubble Jet ETRI IT 융합 ∙ 부품연구소

2. 타 기술과 비교(2) 2층 배선을 이용하여 8x8 광 매트릭스 스위치 등 고밀도 폴리머 광 소자의 전기적 배선을 가능하게 하는 기술 종래의 폴리머 표면상에 금속을 증착하는 단면 배선 방식의 경우 고밀도 광 소자의 전기 배선이 불가능함 또한 폴리머 물질의 강도가 약하여 폴리머 표면상에 와이어 본딩 패드를 제작할 경우 패드 강화를 위하여 두꺼운 금(Au) 도금 공정이 필요함 2층 배선의 경우 대부분의 배선이 바닥면으로 이동되어 8x8 광 매트릭스 스위치 이상의 고밀도 광소자의 전기 배선이 가능함 전기 배선이 폴리머 막에 스트레스를 유발하여 광 특성을 열화 시키는 문제를 근본적으로 해결함 ETRI IT 융합 ∙ 부품연구소

경사 식각을 이용한 폴리머 광 스위치 2층 배선 기술 3. 기술이전 내용 경사 식각을 이용한 폴리머 광 스위치 2층 배선 기술 - 경사 식각을 이용한 폴리머 광 소자 2층 배선용 마스크 설계 기술 - 8x8 및 16x16 광 매트릭스 스위치의 2층 전기 배선 설계 기술 - 다채널 VOA 등 고밀도 광 소자의 배선 설계 기술 - 폴리머 Deep Trencd 식각 및 Slant 식각 기술 - 8x8 광 매트릭스 스위치 및 20ch VOA 배선 설계 및 제작 기술 8×8 optical matrix switch chip and mask design ETRI IT 융합 ∙ 부품연구소

경사 식각을 이용한 폴리머 광 스위치 2층 배선 기술 Tone Mask for Slant Trench Etching ETRI IT 융합 ∙ 부품연구소

4. 활용분야 및 기대효과 OXC 용 광모듈 고집적 광 스위치 OXC/ROADM 시스템 FTTH PON 시스템 MSPP/DWDM 전송 시스템 OXC 용 광모듈 고집적 광 스위치 32x32 광 매트릭스 스위치 20ch VOA Array 2x2 SW Array CDC Add/Drop Node 용 Aggregator SW ETRI IT 융합 ∙ 부품연구소

5. 국내외 시장동향 - Polymer 기반 VOA 및 스위치, Grating 을 이용한 TLD 등 다양한 광 소자 개발 Field Test 를 통한 신뢰성 검증 VOA, 광 스위치 등에 대한 수요 증가 IP Traffic 증가로 인한 전달망의 효율적 관리 요구 DWDM 망으로 발전 하면서 VOA, SW 등의 다채널화 향후 광 소자의 고밀도 집적 및 양산 요구 예상 고밀도 집적 광소자의 실질적인 양산 기술 제공 ETRI IT 융합 ∙ 부품연구소

감사합니다. ♣ 연락처 : 융합부품소재연구부문 신장욱 책·연 (042-860-4867, shju@etri.re.kr) www.etri.re.kr ♣ 연락처 : 융합부품소재연구부문 신장욱 책·연 (042-860-4867, shju@etri.re.kr) ETRI OOO연구소(단, 본부)명

○ 과제 : OXC 용 광모듈 (2010.6-2013.5) ○ 과제연구비(년간) - 총액: 338,800,000원 (3.4억), 인건비:157,367,000원(1.6억), 간접비: 65,044,000원 (6천5백), 직접비: 116,388,000원 (1.2억) ○ 기술료 제안액 (공동연구 참여기관 없음) - 공동연구 참여기관 : 25,000,000/2% (중소기업) - 일반 중소기업 : 35,000,000/2% - 대기업 : 40,000,000/5% ETRI IT 융합 ∙ 부품연구소

Structure and operation principle of polymer matrix switch Switching fabric by multimode waveguides  Cross configuration with 1×2 TIR-DOSs  Easily scaled up to M×N Single-mode/tapered WG only in input/output coupling region Only one reflection for every possible channel Though low index contrast WG, compact chip size From now on we are going to discuss with the MxN switch. This figure well illustrates the structure and the operation principle of the polymer optical matrix switch. There is a fabric structure made of multimode waveguides. Every node is a TIR switch element as shown in the figure. This TIR switch element act as a 1x2 switch. You need MxN TIR switches to construct the MxN matrix switch. Most of the waveguides are linear. Only a small pieces of waveguide bend are necessary. So you can use the low index contrast waveguide without any chip size increase. In principle there is no limit in both M and N. Only the wafer size limits the port size. For example, you can make more than 7 chips of 16x16 switch from 4in wafer. You can intuitively recognize from the figure that each path of the matrix switch are all strictly non-blocking. At any case, every possible signal path needs only one switch among the switches on the line to be turned on. Proposed N×N polymer matrix switch (Optics Express, vol. 20, no. 12, Jun. 2012) ETRI IT 융합 ∙ 부품연구소

8×8 Matrix SW Module Package & Evaluation ① ② ③ ④ ⑦ 8x8 MSW Chip Fiber Block F-PCB Stack Connector TEC Thermistor Metal Case 90mm x 25mm ETRI IT 융합 ∙ 부품연구소

8×8 Matrix SW Chip Test Setup ETRI IT 융합 ∙ 부품연구소

8×8 Matrix SW Chip evaluation Switch On Power : 25~30mW Current : 20mA Switch On PDL : <0.12dB Switch Loss: <4.1dB Loss Uniformity: <1.34dB Switch ON/OFF Extinction : >48dB RD74_06; Switch 11 RD74_06; All 64 Switches OFF-state: Switching isolation ~ 50dB ON-state: Average loss ~3.5 dB (2.8 ~ 4.1 dB) @ 25 ~ 30 mW Loss uniformity < 1.3 dB Adjacent channel crosstalk < -50 dB ETRI IT 융합 ∙ 부품연구소