ETRI, 기업 GaN 반도체칩 설계·제작 돕는다…K-방산, 6G·위성 등 자립 지원

GaN 기반 MMIC 시범서비스 개요

한국전자통신연구원(ETRI)이 150나노 질화갈륨(GaN) 반도체 기술 국산화를 위한 파운드리 시범서비스를 처음 시작한다. 수입에 의존하던 GaN 반도체칩 제작, 관련 산업이 힘을 받을 전망이다.

ETRI는 4일 원내에서 과학기술정보통신부 '통신용 화합물반도체 연구 파운드리 구축사업'으로 개발한 150나노 GaN 마이크로파집적회로(MMIC) 설계키트(PDK)를 공개하며, 이를 활용한 서비스를 예고했다.

GaN 반도체는 차세대 반도체 핵심 소재·소자다. 스텔스기 AESA 레이더, 6G 통신에 사용된다. 전략물자화 대표 기술이다.

150나노 GaN 반도체는 세계 6개 기관에서만 파운드리 생산이 가능하다. ETRI는 36년간 팹을 운영, 화합물반도체 기술을 축적하며 GaN 반도체까지 개발 성공했다. 수율·신뢰성이 세계 최고라는 평가다.

ETRI 팹에서 제작된 4인치 GaN-on-SiC 웨이퍼.

ETRI는 이로써 K-방산 등 반도체 기업을 적극 지원할 계획으로, 설계환경까지 만들어 배포한다.

파운드리 서비스를 제공하려면 공정 맞춤 개발된 프로세스 설계키트(PDK)가 필수다. ETRI는 올해부터 관련 무료 시범서비스를 시작한다.

웨이퍼 한 장에 여러 개 칩 설계물을 제작하는 멀티프로젝트웨이퍼(MPW) 서비스를 위해 이달 중 제안서를 받는다. 4개 기업을 선정해 설계를 신청받아 하반기 1차 파운드리 서비스에 나선다. 내년과 2026년에도 각 4개 기업을 선정·지원한다.

4인치 GaN 반도체 제작 일괄공정기술 및 생산 팹을 활용해 해외업체와 대등한 수준으로 기업에 서비스한다. Ka-밴드 주파수 대역(위성 통신 등에 이용하는 마이크로파대역 주파수 영역)까지 지원하는 MMIC 제작이 가능하다.

ETRI 연구진이 제작된 GaN 소자 특성을 측정하는 모습

ETRI가 제공하는 150나노 서비스에 따른 소자 및 집적회로는 동작주파수 30기가헤르츠(㎓) 대역에서도 동작할 수 있다.

이미 군수무기체계 업체는 물론, 관련 산·학·연 등이 큰 관심을 보이는 것으로 전해졌다.

방승찬 ETRI 원장은 “정보통신기술(ICT) 융합 애플리케이션에 적용할 수 있는 GaN 부품 공정 자립화를 선도하게 됐다”며 “차세대 이동통신 및 레이다 등에 쓰이는 고출력 GaN 소자 국산화를 이뤄 수출 규제 대응 및 국제기술 경쟁에도 큰 도움이 될 전망”이라고 말했다.

한편 이날 개최된 공개발표회에서는 권용환 ETRI 광무선연구본부장이 파운드리 사업을 소개하고, 강동민 RF/전력부품연구실 실장이 시범서비스 계획을 발표했다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com