ETRI, 200와트급 질화갈륨 전력소자 개발

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

한국전자통신연구원(ETRI)은 'S-대역 200와트(W)급 질화갈륨(GaN) 전력소자' 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. 소자 설계부터 공정, 측정 및 패키징까지 모두 국내 기술력으로 이룬 성과다.

S-대역이란 4㎓ 주파수 대역을 의미한다. 해당 주파수는 주로 레이더 장비와 같은 곳에 많이 사용하며 민간에서는 5G 이동통신, 와이파이, 블루투스 통신 등에 활용된다.

ETRI는 지난 4년간 노력 끝에 세계 최고 반도체 회사와 대등한 성능을 나타내는 S-대역 200와트 전력소자 칩을 개발했다. 연구진은 한 개의 0.78㎜ × 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 활용 범위도 넓다. 시장조사 전문기관에 따르면 질화갈륨 전력소자 전체 시장은 내년 약 630억 달러로 예측돼 관련 산업 전망이 밝다.

연구진은 25년 이상 화합물반도체를 연구해온 인적, 물적 노하우와 반도체 개발 전력소자를 설계하고 제작 할 수 있는 ETRI 장비 및 시설이 바탕이 돼 성과를 낼 수 있었다고 밝혔다. 강동민 ETRI RF/전력부품연구실장은 "국내의 우수한 설비와 연구진의 힘으로 고출력 질화갈륨 전력소자 기술을 확보했다"며 "이 기술이 반도체 핵심 부품 국산화 및 외산 장비 잠식을 막는데 도움이 되기를 바란다"고 밝혔다.

연구진은 향후 이 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.