High-Speed Circuits & Systems Laboratory

전기전자공학부 최우영

초고속 회로 및 시스템 연구실(High-Speed Circuits & Systems Laboratory)은 데이터 센터, 인공지능, 자동차, 차세대 통신 등 다양한 첨단 산업 분야에서 요구되는 초고속·초저전력 반도체 회로 및 광전자 집적회로 기술을 선도적으로 연구하고 있습니다. 본 연구실은 25Gbps, 40Gbps, 100Gbps 이상의 데이터 전송 속도를 지원하는 고속 송수신 회로, 클럭 및 데이터 복원 회로, 적응형 등화기, 직렬화/역직렬화(SerDes) 등 다양한 고속 I/O 회로를 설계하고, 최신 CMOS, BiCMOS, SOI 등 다양한 반도체 공정 환경에서 실질적인 칩 개발과 양산을 목표로 하고 있습니다. 특히, 실리콘 포토닉스(Si Photonics)와 전자회로의 융합을 통해, 기존 전자회로만으로는 달성하기 어려운 초고속, 초저전력, 대용량 데이터 전송을 실현하고 있습니다. 실리콘 마이크로 링 변조기, Mach-Zehnder 변조기, VCSEL 드라이버, 광 수신기, WDM 송수신기 등 첨단 광집적회로와 이를 구동하는 CMOS/BiCMOS 회로의 집적 설계 및 최적화가 연구의 핵심입니다. 또한, 온도 및 공정 변화에 강인한 자동 보정 회로, 고선형성 변조기, 저잡음 PLL 및 CDR, 고효율 전력관리 회로 등 다양한 핵심 기술을 개발하고 있습니다. 차세대 광통신 및 이미징 시스템을 위한 단일광자 아발란치 다이오드(SPAD), APD, Ge/Si 포토다이오드 등 고성능 광센서 소자 연구도 활발히 진행되고 있습니다. CMOS 호환 공정에서 제작 가능한 SPAD, APD의 구조 최적화, 저잡음 설계, 고효율 광자 검출, 타이밍 지터 최소화, 후면조사형(BSI) 구조, 가드링 최적화 등 소자 물리와 회로 설계가 유기적으로 결합된 연구가 이루어지고 있습니다. 또한, 딥러닝 기반 레이저 다이오드 파라미터 추출, SPICE/Verilog-A 기반 광소자 모델링, 온칩 온도제어 및 자동 캘리브레이션 회로 등 첨단 시뮬레이션 및 제어 기술도 적극적으로 도입하고 있습니다. 이러한 연구 성과는 삼성전자, 퀄리타스반도체, 국방과학연구소, KIST 등 국내외 주요 산업체 및 연구기관과의 산학협력을 통해 실질적인 칩 개발, 양산, 실증까지 이어지고 있습니다. 최근에는 인공지능 및 자동차 SoC용 칩렛 인터페이스, Tbps/mm급 인터페이스 IP, 차세대 DRAM 인터페이스, 뉴로모픽 포토닉스, 광자 기반 AI 가속기, 차세대 LiDAR용 SPAD 등 다양한 응용 분야로 연구가 확장되고 있습니다. 연구실은 수십 건의 특허, 국내외 저명 학술지 논문, 기술이전 및 산업화 실적을 보유하고 있으며, 다수의 수상 경력과 함께 국내외 학회 및 산업계에서 높은 평가를 받고 있습니다. 앞으로도 초고속 회로 및 시스템, 실리콘 포토닉스, 광집적회로, 차세대 광센서 등 첨단 분야에서 세계적인 연구 경쟁력을 지속적으로 강화해 나갈 계획입니다.