[IT과학칼럼] 융합연구 산물 국방반도체

‘강한 과학기술이 강한 국방력’이 되는 기술주도형 자주국방 실현을 위해 정부와 민간의 과학기술 역량이 중요한 시기다. 러시아의 우크라이나 공격, 미국의 대만 방문으로 인한 미-중 간 갈등, 그리고 북한의 연이은 미사일 발사 등 최근 ‘신냉전’이라 불릴 만큼 지정학적 갈등이 고조되고 있다. 신냉전이 본격화되면서 국방과 정보통신기술(ICT)의 융합, ‘스마트 국방’에 대한 관심도 점차 늘고 있다. 국방 분야에서도 국방 연구개발을 통해 미래 전장에 대비할 수 있는 첨단 기술의 선제적 확보가 그만큼 중요해졌다. 방산분야 소·부·장 국산화와 산업협력 등을 포함한 정부 지원을 통해 방산 수출 경쟁력을 확보해 나가야 할 필요성 또한 커진 셈이다.

더욱이 반도체 관련 핵심기술이나 첨단부품은 기술 보유국의 수출규제나 보호가 갈수록 심화되고 있다. 따라서 방산부품 자립화를 위해선 핵심기술 및 첨단부품 국산화 플랫폼 구축은 절실하다.

미국, 유럽, 일본, 중국, 대만 등은 정부 주도형으로 군수용 반도체 파운드리 서비스를 시행하고 있다. 반면 국내에는 군수용 반도체 생산기업이 전무하다. 이에 대응코자 정부가 나서 정부출연연구원과 반도체 시설 인프라를 보유한 기관과 융합연구가 비로소 시작되었다. 이를 통해 수출규제 품목이나 또는 전량 해외 수입품목, 파운드리에 의존하는 국방 무기체계용 핵심 반도체 부품 자립화 플랫폼 구축에 나서게 되었다.

지난 2019년 국가과학기술연구회(NST)는 ETRI를 중심으로 16개 산·학·연이 뭉쳐 융합연구 조직인 DMC(국방반도체) 융합연구단을 출범시켰다. 연구단에서는 국방 부품용 화합물/실리콘 반도체 플랫폼 구축을 통해 그동안 다양하고 빛나는 연구성과를 냈다. 감시정찰 무기체계에 적용이 가능한 질화갈륨(GaN) 집적회로 칩셋 및 모듈을 비롯, 유도무기 체계에 적용 가능한 실리콘 고전압 스위치 전력소자 MCT와 근적외선 대역 APD, 비냉각형 적외선 영상센서 등을 개발해오고 있다.

특히 연구단은 에이사(AESA) 레이더용 송수신 단일 집적회로(MMIC) 기술을 국내 최초로 개발해 전 세계 이목을 집중시켰다. 스텔스 전투기의 두뇌에 해당하는 기술이다. 이 기술은 선진국에서 표적 탐지·추적이 주요 임무인 AESA 레이더에 적용되는 핵심기술로 평가된다.

연구단은 지난해 C-대역, X-대역, Ku-대역 등 3개 주파수 대역에서 스위치, 전력증폭기, 저잡음증폭기 집적회로 기술 개발을 이뤄냈다. 올해도 고출력증폭기, 저잡음증폭기 그리고 스위치 집적회로를 하나의 칩으로 만들어 냈다.

또한 연구단은 실리콘반도체 기반 펄스파워용 고전압스위치로 적용되는 1400V 및 2500V급 MCT 전력반도체를 국내 최초로 개발해 냈다. 연구진은 개발한 고전압 스위치를 이용, 배터리 프리차지 릴레이와 정전기 시험발생기 등 민수용 응용 시제품 개발로 이어졌다. 개발한 MCT는 외국 선진업체의 제품 성능과 대등한 수준이다. 향후 국방 무기체계에 사용되는 고전압 기계식 스위치를 반도체 스위치로 대체할 수 있을 것으로 기대한다.

향후 연구진은 개발한 화합물 및 실리콘 반도체 기반 국방 핵심부품의 성능 고도화, 신뢰성 및 수율 향상 등 추가 연구개발을 통해 국방 무기체계 핵심기술을 확고히 할 예정이다. 뿐만아니라, 연구단에서 개발된 기술들을 민간영역으로 확대, 국방 핵심반도체 강국의 견인과 아울러 민간산업의 경쟁력확보에도 이바지 할 것이다.

임종원 한국전자통신연구원(ETRI) DMC융합연구단장

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