국내 연구진이 군의 다기능 레이더용 질화갈륨 집적회로 설계·제작 기술의 국산화를 위해 힘을 모은다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 산업통상자원부, 국방부의 지원을 받아 민간기업이 레이더용 질화갈륨(GaN) 집적회로 전력 소자 부품을 양산할 수 있도록 돕는 협력 사업에 착수했다고 23일 밝혔다.
레이더는 멀리 있는 표적을 탐지하고 방어 체계를 구축하기 위한 군사용 핵심 장비로 특성상 높은 출력이 필요하다. 기존에는 레이더 전력소자에 진공관, 갈륨비소 소자 등이 쓰였지만 수명, 부피, 출력 등에서 한계가 있었다.
이로 인해 고출력, 고전압, 고효율 특성을 지니는 질화갈륨으로 전력 소자를 만드는 연구가 최근 많아지고 있다. 특히 질화갈륨 전력 소자는 군수, 방산, 선박, 위성통신 등 많은 분야에서 활용할 수 있어 주목을 받고 있다.
하지만 선진국에서는 관련 기술과 제품 유출을 강력히 통제하고 있어 관련 부품을 수입하는 경우 비용이 많이 들고 기술 도입과 제품 수급 자체도 매우 어려운 상황이다.
이와 관련 ETRI는 질화갈륨 부품 제작 관련 일괄 공정 기술로 다양한 주파수 대역에서 동작하는 전력 소자와 이를 기반으로 만든 고주파 집적회로(MMIC) 칩을 개발하는 데 성공한 바 있다.
이를 바탕으로 이번 사업의 주관기관인 RFHIC와 ETRI는 다기능 레이더용 질화갈륨(GaN) 집적회로(MMIC) 공정 기술과 설계 기술 개발에 나선다. 정부출연연구기관의 기술과 민간 기업의 양산 기능을 연계해 핵심 부품과 원천기술을 국산화하고 대량 생산까지 가능하도록 만드는 셈이다.
연구진은 국내 팹에서 질화갈륨 핵심 부품을 양산할 수 있는 집적회로 공정기술을 개발해 파운드리 서비스를 제공하는 것을 목표하고 있다. 공동연구를 통해 개발된 기술은 실제 국방 부품에 적용하고 외산 기술과 부품을 효과적으로 대체할 수 있도록 신뢰성 시험까지 진행할 예정이다.
ETRI는 25년 이상 화합물반도체를 연구해온 인적·물적 노하우와 집적회로를 설계·제작할 수 있는 장비와 시설을 갖추고 있어 참여 연구기관들과 협력할 최적 입지를 갖췄다.
이에 RFHIC는 ETRI 원내에 설치되는 공동연구실에 상주하면서 연구진과 효과적인 연구 협력을 이룰 수 있을 전망이다.
ETRI 강동민 RF·전력부품연구실장은 “국내에서 질화갈륨 관련 기술이 가장 앞서 있는 두 기관이 함께 연구를 진행하게 됐다는 점에서 의미가 크다”며 “양 기관이 시너지를 창출해 국방 핵심 부품 원천기술을 확보하고 부품 국산화 토대를 구축하는 데 매진하겠다”고 밝혔다.
향후 연구진은 개발 업체와 함께 군수 핵심 부품을 국산화하는 연구를 진행하는 한편, 주파수 대역 확장과 성능 고도화를 통해 수출 규제를 극복하고 국내 무기체계 경쟁력 달성에 노력할 방침이다.
이번 공동 연구는 산업통상자원부-국방부 부처연계 협력사업 ‘MFR용 X-대역 25W급 GaN 전력증폭기 MMIC 부품 공정기술 및 설계기술 개발’과제의 일환으로 진행된다. 한국산업기술평가관리원의 소재부품기술개발사업을 통해 향후 5년 간 지원될 예정이다.
