광통신 업계에서 22년의 경력을 쌓은 기업가로서 저는 수년간 광섬유 부품뿐만 아니라 정밀 광학 제조 및 설계에 깊이 관여해 왔습니다. 저는 오랫동안 광통신에서 “소리 없이 빛나는” 광학 렌즈에 대한 제 생각을 정리하고 싶었습니다. 작아 보이지만 광 신호 전송을 위한 “중요한 다리” 역할을 합니다.
오늘은 광통신용 렌즈에 대해 평이하고 이해하기 쉬운 언어로 이야기하고자 합니다. 업계 동료든 외부에서 온 친구든 누구나 이해하고 공감할 수 있을 것입니다.
첫째, 일부 업계의 오래된 역사
초창기 업계 종사자들은 전체 광통신 분야를 능동형 광통신(간단히 말해, 전기와 광학 칩을 사용하여 광신호를 능동적으로 변환할 수 있는 방식)과 수동형 광통신(능동 전원 공급이 필요 없고 주로 광신호의 전송 및 분배를 수행하는 방식)의 두 가지 주요 카테고리로 나누는 데 익숙해져 있었습니다. 렌즈는 두 범주 모두에서 필수 불가결하지만 사용되는 렌즈의 유형, 특성, 심지어 시장 수요까지 크게 다릅니다.
수동 광통신의 오래된 두 가지: C-LENS와 GRIN LENS
수동 광 통신 분야에서 가장 일반적인 유형은 다음과 같습니다. C-LENS (볼 렌즈) 및 미소 렌즈 (그라데이션 인덱스 렌즈). 수년 동안 이 두 가지 유형의 렌즈에 대한 시장 수요는 “썰물과 썰물” 상태였으며, 때로는 한 쪽의 수요가 더 높을 때도 있고 다른 쪽의 점유율이 더 높을 때도 있었습니다.
간단히 말해서, 주로 우리가 매일 접하는 광케이블-가정 간 연결, 캠퍼스 광케이블 배선 및 운영자 광케이블 교차 연결 캐비닛에 사용됩니다. 예를 들어, 가정용 광대역 광케이블 인터페이스와 주거 지역의 광케이블 분배 장비에는 이 두 가지 유형의 렌즈가 포함될 수 있습니다. 이들은 광케이블의 광 신호를 정확하게 전달하고 분배하여 가정에서 인터넷 검색과 TV 시청을 위한 안정적인 신호를 보장하는 역할을 합니다. 업계 용어로는 액세스 네트워크, 백본 네트워크 등으로 불립니다.
활발한 광통신 분야: 렌즈의 주요 전장
데이터 센터를 포함하는 능동 광통신 분야의 렌즈에 초점을 맞춰 보겠습니다(데이터 센터는 많은 수의 광전자 칩을 사용하므로 기본적으로 능동 광통신의 범위에 속합니다). 최근 몇 년 동안 데이터 센터의 인기가 폭발적으로 증가하면서 광전자 칩에 대한 수요가 급증했고, 심지어 공급 부족으로까지 이어졌습니다. 이러한 열기는 렌즈에도 확산되어 일부 렌즈 제품은 품귀 현상을 빚고 있습니다.
하지만 22년간 업계에 종사한 실무자로서 저는 광통신에는 렌즈의 종류가 너무 많다는 점을 좀 더 합리적으로 바라봅니다. 렌즈마다 생산 능력과 적용 시나리오가 다르기 때문에 시장 수요는 당연히 크게 달라집니다. 모든 렌즈가 “찾기 어렵고 수요가 많은” 것은 아닙니다.”
첫 번째 유형: 실리콘 렌즈 - 생산 능력의 왕
현재 가장 큰 생산 능력을 보유하고 있습니다. 제가 알기로는 실리콘 렌즈의 연간 생산 능력은 최소 5억 개가 넘습니다. 이 시장을 선도하는 기업으로는 주로 SuNa, Luohe Leixin, HuaTian HuiChuang, 스위스의 Arteris 등이 있습니다. 제조 공정은 반도체 산업과 다소 유사하며, 주로 리소그래피 및 마이크로/나노 가공 에칭 공정을 통해 높은 정밀도와 대량 생산 능력을 제공하며, 이는 이들이 대규모 시장에서 우위를 점할 수 있는 핵심 요소입니다.
핵심 애플리케이션 시나리오는 오늘날 급성장하고 있는 데이터 센터입니다. 예를 들어, 동영상을 시청하고, 메시지를 보내고, 파일을 저장하는 일상적인 활동 뒤에는 데이터를 저장하고 전송하는 데이터 센터가 필요합니다. 실리콘 렌즈는 데이터 센터 내의 고속 광학 모듈에 설치되어 광학 칩에서 나오는 빛을 시준하고 초점을 맞추고 결합하는 역할을 합니다.
(수나-옵토)
두 번째 유형: 유리 비구면 렌즈 - 가장 광범위한 적용 분야
해외에서는 파나소닉, 알프스, 한국 마이크로 피닉스, 국내에서는 지테크, Hobbite 등 많은 제조업체에서 이러한 유형의 렌즈를 생산하고 있습니다. 핵심 공정은 몰딩 기술(연속 몰딩 또는 멀티 스테이션 몰딩)입니다. 금형 비용이 상대적으로 높지만 배치 간 일관성이 우수하고 정밀도가 높아 대규모 적용에 적합하다는 장점이 있습니다.
적용 시나리오는 훨씬 더 광범위합니다. 데이터 센터용 중고속 광 모듈 외에도 5G 기지국용 광 통신 장비에도 사용됩니다. 예를 들어 휴대폰의 5G 신호는 기지국에서 중계되어야 하며, 기지국 내의 광 모듈은 5G 신호의 장거리, 고품질 전송을 보장하기 위해 유리 비구면 렌즈를 사용합니다. 또한 산업용 레이저 및 의료용 레이저와 같은 분야는 정밀도가 시준, 결합 및 포커싱 빔을 위한 고급 장비의 까다로운 빔 요구 사항을 충족하기 때문에 레이저와 떼려야 뗄 수 없는 관계입니다.
언급해야 할 사항은 호빗 여기 중국에 있습니다. 비등온 성형 기술에는 상당한 장점이 있습니다. 실리콘 렌즈와 유사한 대량 생산이 가능하며 CPO, NPO, OCS 및 플러그형 광학 모듈과 같은 인기 있는 분야에서 널리 사용되는 평면 성형, 다중 매트릭스, 다중 채널 제품을 생산할 수 있습니다.
또한 다음과 같은 다양한 종류의 유리 렌즈가 있습니다. 베어 비구면 렌즈 (원형 및 사각형 모양 모두 사용 가능), 금속 링이 있는 비구면 렌즈, CAP 비구면 렌즈, 및 매트릭스 비구면 렌즈 어레이는 각각 다른 애플리케이션 시나리오에 해당합니다.
세 번째 유형: C-LENS - 이전의 빅 브라더
C-LENS 렌즈는 순수하게 냉간 가공을 통해 제조됩니다. 생산 속도가 느리고 주로 수작업과 반자동 작업에 의존하기 때문에 완전 자동화를 달성할 수 없습니다. 2019년경 실리콘 렌즈가 널리 보급되기 전에는 거의 모든 광학 모듈에 C-LENS가 사용되었는데, 이는 저렴하고 맞춤형 제작이 가능하며 설치 공간을 절약할 수 있어 비용 대비 효율성이 높았습니다.
그러나 이후 광학 모듈에 대한 수요가 폭발적으로 증가하면서 C-LENS의 생산 능력이 이를 따라잡지 못해 대부분 실리콘 렌즈로 대체되었습니다. 이는 광학 모듈 및 광학 장비 산업이 얼마나 실용적이고 미래 지향적인지, 즉 적합한 것이라면 무엇이든 사용한다는 것을 보여줍니다.
현재 C-LENS는 시장에서 완전히 퇴출되지 않았습니다. 주로 감시 장비용 광섬유 전송 모듈, 소형 라우터용 광섬유 인터페이스, 일부 맞춤형 산업용 광통신 장비 등 일부 중저속, 소량 생산 광 모듈에 사용됩니다. 이러한 시나리오는 용량 요구 사항이 덜 까다롭고 비용 효율성을 더 우선시합니다.
실리콘 렌즈의 공백을 누가 메우나요?
그러나 실리콘 렌즈는 파장 선택성이 상대적으로 제한되는 등 한계도 있습니다. 예를 들어, 일반적으로 사용되는 850nm 파장에서 Hobbite의 비구면 렌즈 어레이는 실리콘 렌즈를 효과적으로 보완할 수 있습니다. 그러나 SR 모듈(단거리 광학 모듈)의 대규모 애플리케이션에서는 실제로 플라스틱 렌즈가 시장을 지배하고 있습니다.
이 외에도 많은 CAP 크기의 볼 렌즈가 저속 TO-CAN 장치에서 80% 이상의 시장 점유율을 차지하고 있으며, 이는 진정한 “로우 키 주력”입니다. TO-CAN 디바이스는 광 트랜시버와 저속 광 모뎀의 핵심 구성 요소로 사용되는 경우가 많기 때문에 생소할 수 있습니다. 예를 들어, 구형 가정용 광섬유 모뎀이나 소형 사무실용 광섬유 트랜시버에는 간단한 광 신호 송수신을 담당하는 이 CAP 볼 렌즈가 안정적이고 저렴하게 사용됩니다.
네 번째 유형: 플라스틱 렌즈 - 근거리용 “가성비의 제왕”
플라스틱 렌즈는 여러 가지 이유로 SR 모듈 분야에서 “승리'했습니다. 한편으로는 SR 모듈의 대규모 배치로 인한 강력한 수요가 있습니다. 반면에 플라스틱 렌즈 자체는 저렴한 비용, 가벼운 무게, 대량 생산 적합성 등의 장점을 가지고 있습니다. 대표적인 업체로는 대만의 호청, 폭스콘, 동관 블루라이트 등이 있습니다. 제조 공정도 유리 비구면 렌즈의 성형 공정과 유사한 금형 기반이지만 비용이 저렴하여 널리 채택하기에 더 적합합니다.
주로 데이터 센터 내 단거리 연결(서버실의 여러 서버 간 광 신호 전송), 사무실 건물의 근거리 통신망용 광섬유 연결, 가정용 광섬유 모뎀과 라우터 간 단거리 광섬유 전송 등 단거리 광 전송에 사용됩니다. 이러한 시나리오는 장거리 전송이 필요하지 않으며 비용에 더 민감합니다. 플라스틱 렌즈는 이러한 요구 사항을 잘 충족하며, 무게가 가볍기 때문에 장비를 더 작게 만들 수 있습니다.
최종 생각
이들은 광통신 분야의 주요 렌즈 유형입니다. 생산 규모, 애플리케이션 시나리오 선택 및 기술 개발 경로의 관점에서 볼 때 이 작은 렌즈는 실제로 광통신 산업 체인에서 중추적인 위치를 차지하고 있으며, 이 렌즈가 없으면 광 신호를 효율적이고 안정적으로 전송할 수 없고 데이터 센터 및 광섬유 통신과 같이 우리가 당연하게 생각하는 시나리오가 제대로 작동할 수 없습니다.
22년차 업계 베테랑으로서 렌즈가 단일 카테고리에서 다양한 제품군으로, 수입에 의존하던 것에서 국내 기업이 부상하는 것을 지켜보며 감회가 새롭습니다. 업계는 발전하고 있고 저희도 성장하고 있습니다.
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Hobbite는 11년 동안 광통신 분야에 집중해 왔으며 주로 광학 설계, 정밀 광학 가공(구형/평면/코팅), 비등온 성형, 광학 부품 OEM을 제공합니다. 260명으로 구성된 팀이 있습니다. 문의를 환영합니다! 이메일: [email protected]
