패키징된 S-대역 200W급 GaN 전력소자(ETRI 제공)© 뉴스1

국내 연구진이 군사용 레이더와 위성통신에 쓰이는 200와트급 질화갈륨 전력소자를 개발했다.

국산화를 통해 외산 장비 의존도를 줄이고 일본 수출 규제 대응에 큰 도움이 될 것으로 전망된다.한국전자통신연구원(ETRI)은 ‘S-대역 200와트(W)급 질화갈륨(GaN) 전력소자’ 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

소자 설계부터 공정, 측정, 패키징까지 모두 국내 기술력으로 이룬 성과다.

질화갈륨은 갈륨비소(GaAs)에 비해 10배 이상 높은 농도로 높은 전력밀도를 얻을 수 있어 고출력 전력증폭기 소자로 적합하다.S-대역은 4GHz 주파수 대역으로, 주로 군 레이더 장비에 많이 사용하며 민간에서는 5G 이동통신, 와이파이(WiFi), 블루투스 통신 등에 활용한다.

ETRI 연구진은 4년간 노력 끝에 세계 최고 반도체 회사와 대등한 성능을 나타내는 S-대역 200와트 전력소자 칩을 개발했다.

또 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.

S-대역 레이더 활용 예(ETRI 제공)© 뉴스1

고출력 전력소자는 차세대 이동통신 기지국 및 중계기, 선박용 및 차량용 레이더, 위성통신 등 활용 범위가 넓다.

질화갈륨 전력소자 전체 시장은 내년 약 630억 달러로 예측되고 있어 관련 산업 전망도 밝다.

연구진은 25년 이상 화합물반도체를 연구해온 인적, 물적 노하우와 반도체 개발 전력소자를 설계하고 제작할 수 있는 ETRI 장비 및 시설이 바탕이 돼 성과를 낼 수 있었다.

연구진은 향후 본 주파수 및 출력을 확장하고 민수 및 군수 핵심 부품을 국산화하는 연구를 수행한다.

또 전력소자와 함께 주요 수출규제 품목 중 하나인 질화갈륨 기반 집적회로 개발 연구도 심화할 예정이다.

ETRI 강동민 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 말했다.


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