ETRI, 질화갈륨 전력소자 칩 국산화 성공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 군사용 레이더 및 이동통신 기지국에 주로 쓰이는 고출력 전력소자를 국산화할 수 있는 기술을 개발했다. 이로써 외국산 장비 의존도를 줄이고 일본 수출 규제 대응에도 큰 도움이 될 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 'S-대역 200W급 질화갈륨(GaN) 전력소자'기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

소자 설계부터 공정은 물론, 측정 및 패키징까지 모두 국내 기술력으로 이룬 성과다.

S-대역이란 4G㎐ 주파수 대역을 의미하며 주로 레이더 장비와 5G 이동통신, 와이파이(WiFi), 블루투스 통신 등에 활용된다.

레이더 장비는 장거리 표적을 탐지하는 핵심 기술로 정밀한 탐지 및 추적 성능을 위해 높은 출력이 필요하다.

하지만 관련 기술력과 가격 경쟁력을 갖춘 곳이 얼마 없어 군수, 방산, 민간업계에서는 그간 전량 외국산 장비를 수입해 사용해왔다. 특히, 최근에는 일본이 전력반도체 및 집적회로 등에 대해 수출 규제로 대응이 꼭 필요한 상황이었다.

ETRI는 지난 4년간 노력 끝에 미국 일본 등 세계 최고 반도체 회사와 대등한 성능을 나타내는 S-대역 200와트 전력소자 칩을 개발했다. 연구진은 한 개의 0.78㎜ x 26㎜ 크기의 전력소자 칩을 패키징해 성능을 검증했다.

이 기술은 150W급 이상 높은 시스템 출력을 필요로 하는 레이더 개발에 많은 도움이 될 것으로 기대된다. 군용 고출력 레이더 뿐 아니라 민간 선박, 위성 통신 레이더에 응용이 가능하기 때문이다.

이외에도 고출력 전력소자는 차세대 이동통신 기지국 및 중계기, 선박용 및 차량용 레이더, 위성통신 등 활용범위도 넓다. 시장조사 전문기관 욜에 따르면, 질화갈륨 전력소자 전체 시장은 내년 약 630억 달러로 예측돼 관련 산업 전망도 밝다.

ETRI 강동민 RF·전력부품연구실장은 "국내의 우수한 설비와 연구진의 힘으로 고출력 질화갈륨 전력소자 기술을 확보했다. 이 기술이 반도체 핵심 부품 국산화 및 외산 장비 잠식을 막는데 도움이 되기를 바란다"고 밝혔다.

연구진은 향후 본 주파수 및 출력을 확장하고 민수 및 군수 핵심부품을 국산화하는 연구를 진행하는 한편, 전력소자와 더불어 주요 수출규제 품목 중 하나인 질화갈륨 기반 집적회로 개발 연구도 심화할 예정이다.

본 과제는 국방과학연구소(ADD)가 주관하는'정부 선도형 핵심기술 프로그램'에 참여해 개발되었고 민간 전문업체의 실용화 개발 과정을 거쳐 양산이 진행될 예정이다. SCI급 논문 13건, 국내외 특허 6건 출원 등의 실적을 낸 바 있다.

핵심특허는 반도체 소자제작기술 제조방법이다.

[e-mail] 김만기 기자