“전량 수입의존” 질화갈륨 반도체…軍 레이더 핵심부품 국산화 성공

- ETRI, 수입 의존 질화갈륨 반도체 송·수신칩 자립화
- 고성능·고효율 칩 개발 및 양산, 국방기술 견인 가능

ETRI 연구진이 질화갈륨(GaN) MMIC의 회로구조를 모니터로 확인하며 분석하고 있다.[ETRI 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 군수용 레이더 및 위성용 송수·신 모듈에 쓰이는 질화갈륨(GaN) 집적회로 국산화 기술을 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 ㈜웨이비스와 공동으로 군수용 레이더 및 고해상도 영상레이더(SAR)에 사용되는 핵심 부품인 질화갈륨(GaN) 기반 송수신 반도체 집적회로(MMIC)를 팹 기반 기술로 국내 최초로 개발했다.

이번 연구는 국가과학기술연구회(NST)의 창의형 융합연구사업의 일환으로 지난 2023년부터 추진됐다.

ETRI가 보유한 반도체 설계기술과 ㈜웨이비스의 생산 공정기술을 접목해 X-대역에서 동작하는 송수신 칩 3종을 개발하는 데 성공했다.

ETRI는 이번 개발된 주요 부품으로 ▷전력증폭기(PA) ▷저잡음증폭기(LNA) ▷스위치(SW) 집적회로 등을 들었다.

이는 해외 파운드리 선도국인 미국이나 유럽의 상용제품과 동등한 성능 수준이며, 국내 유일의 질화갈륨 양산 팹 시설을 이용한 최초 결과물로서 의미가 크다.

이번에 개발된 질화갈륨 MMIC는 기존 갈륨비소(GaAs) 기반 제품보다 더 높은 출력과 효율을 제공해 특히 능동위상배열(AESA) 레이더 등 군용 및 위성통신용 레이더의 성능을 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

특히 능동위상배열(AESA) 레이더는 전자적으로 빔을 조종해 빠르게 목표물을 탐지하고 추적할 수 있는 최신 레이더 기술이다.

TRI가 개발한 X-대역 질화갈륨(GaN) 전력증폭기 MMIC 칩을 측정지그에 적용한 모습.[ETRI 제공]

고해상도 영상레이더(SAR)에도 유사한 방식의 송수신 모듈이 탑재되며, 질화갈륨 반도체는 고출력, 고효율의 특성을 바탕으로 기기 소형화와 성능 향상에 크게 기여한다.

이번 개발된 핵심부품들은 향후 우리나라 국방(X-대역 군용) 및 선박, 위성통신 레이더의 성능을 높이는데 크게 기여하고 핵심기술 자립화에 큰 도움이 될 것으로 보인다.

임종원 ETRI RF/전력부품연구실 박사는 “ETRI의 설계 기술과 ㈜웨이비스의 공정기술을 접목해 고성능 송수신 칩 3종을 국내 최초로 개발했다. 이번 기술이 군수용 레이더 및 위성 핵심 부품의 국산화에 이바지하길 기대한다”고 밝혔다.

연구진은 이번 기술을 기반으로 그동안 해외 제품에 의존해오던 군수 분야 반도체 부품의 기술 자립화를 가속화하고 있으며, 현재 ㈜웨이비스와의 설계기술 이전도 완료해 상용화를 본격 추진할 계획이다.