수입 의존하던 질화갈륨 반도체 송·수신칩 자립화… “국방기술 견인차 역할 기대”
국내 연구진이 군수용 레이더 및 위성용 송수·신 모듈에 쓰이는 질화갈륨(GaN) 집적회로의 국산화에 성공했다. 이로써 군사용 레이더는 물론, 고해상도 영상레이더(SAR) 송수신 모듈의 핵심부품, 방위산업용 고성능 로봇 제품 등의국산화가 가능해져 국방기술 자립화에 큰 도움이 될 전망이다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 반도체 전문기업 ‘웨이비스’와 공동으로 군수용 바카라사이트 추천 및 고해상도 영상바카라사이트 추천(SAR)에 사용되는 핵심부품인 질화갈륨(GaN) 기반 송수신 반도체 집적회로(MMIC)를 국내 최초로 개발했다.
그동안 전량 수입에 의존해오던 고성능 군수용 반도체 핵심 부품을 국내 기술로 개발하고, 국내 생산 시설에서 양산이 가능하도록 기반을 마련한 것이라 획기적인 연구개발의 성공으로 인식되고 있다. 향후 국가 안보와 직결되는 국방기술 자립화 및 수출 규제 대응에 큰 도움이 될 전망이다.
해당 성과는 ETRI가 보유한 반도체 설계기술에 웨이비스의 생산 공정기술을 접목해 이뤄졌다. 이를 통해 X밴드-대역(주파수 8~12GHz, 파장 3.8~2.5cm에 해당)에서 동작하는 핵심 송수신 칩 3종(전력증폭기(PA), 저잡음증폭기(LNA), 스위치(SW) 집적회로)을 모두 개발했다. ETRI는 지난 2020년부터 ‘DMC 융합연구단’을 통해 질화갈륨 반도체 기술의 기초 연구성과를 축적해왔다.
이번에 개발된 질화갈륨 MMIC는 기존 갈륨비소(GaAs) 기반 제품보다 더 높은 출력과 효율을 제공해 특히 능동위상배열(AESA) 바카라사이트 추천 등 군용 및 위성통신용 바카라사이트 추천의 성능을 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 보인다.
특히, 능동위상배열(AESA) 레이더는 전자적으로 빔을 조종해 빠르게 목표물을 탐지하고 추적할 수 있는 최신 레이더 기술이다. 이를 제작하기 위해선 여러 개의 송수신 장치가 집합된 안테나가 필요하며, 각각의 안테나 내부에 이번에 개발한 3종 송수신 칩이 모두 들어간다. 송신 신호를 증폭하는 전력증폭기, 수신 신호를 깨끗하게 받기 위한 저잡음증폭기, 송수신 전환을 담당하는 스위치가 하나의 모듈에 집적하는 방식이다. 고해상도 영상레이더(SAR)에도 유사한 방식의 송수신 모듈이 탑재된다.
이번 연구진에 의해 개발된 핵심부품들은 향후 우리나라 국방(X-대역 군용) 및 선박, 위성통신 레이더의 성능을 높이는데 크게 기여하고 핵심기술 자립화에 큰 도움이 될 것으로 보고 있다. 성능은 해외 선도국인 미국이나 유럽의 상용제품과 동등한 성능 수준이며, 국내 유일의 질화갈륨 양산 팹 시설을 이용한 최초 결과물로서 의미가 크다는 것이 연구진의 설명이다.
ETRI RF/전력부품연구실 임종원 연구원은 “ETRI의 설계 기술과 ㈜웨이비스의 공정기술을 접목해 고성능 송수신 칩 3종을 국내 최초로 개발했다”며 “이번 기술이 군수용 레이더 및 위성 핵심 부품의 국산화에 이바지하길 기대한다”고 밝혔다.
웨이비스 최윤호 CTO도 “질화갈륨 반도체 양산이 가능한 국내 인프라를 바탕으로 군수용 핵심 바카라사이트 추천을 자립화할 수 있는 기반을 마련했다. 향후 안정적인 시스템 개발과 실전 배치에 큰 도움이 될 것이다”고 말했다.
이번 성과는 국가과학기술연구회 ‘국방 AESA 레이더 및 SAR 위성용 핵심 반도체 부품 국내 파운드리를 위한 기술 고도화 및 국산화 양산 기술 개발’ 사업의 일환으로 진행됐다. ETRI는 국가과학기술연구회(NST)의 창의형 융합연구사업의 일환으로 지난 2023년부터 해당 기술의 연구를 추진해왔으며, 이를 통해 그간 AESA 레이더 송·수신기용 질화갈륨 반도체 전력증폭기, 저잡음증폭기 및 스위치 집적회로 국산화를 진행한 바 있다. 또 전력증폭기, 저잡음증폭기, 스위치 집적회로를 하나의 칩으로 집적한 레이더 송·수신기용 단일 칩 집적회로 등도 연구 개발한 바 있다.
ETRI 및 웨이비스 연구진은 이번 기술을 본격적으로 상용화 해 그동안 해외 제품에 의존해오던 군수 분야 반도체 부품의 기술 자립화를 가속화해 나갈 계획이다.
