ETRI, 군용 레이더·이동통신용 고출력 전력소자 국산화 길 열었다

2019.12.05 17:39
ETRI 연구진이 질화갈륨 전력소자 칩의 구조와 특성을 확인하고 논의하고 있다. ETRI 제공.
ETRI 연구진이 질화갈륨 전력소자 칩의 구조와 특성을 확인하고 논의하고 있다. ETRI 제공.

국내 연구진이 군사용 레이더 및 이동통신 기지국에 주로 쓰이는 고출력 전력 소자를 국산화할 수 있는 기술을 개발했다. 외산 장비 의존도를 줄이고 일본 수출 규제 대응에도 도움이 될 것으로 기대된다. 

 

한국전자통신연구원(ETRI)은 강동민 RF·전력부품연구실장 연구팀이 ‘S-대역 200와트(W)급 질화갈륨 전력소자’ 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. 소자 설계와 공정, 측정 및 패키징까지 모두 국내 기술력으로 이뤄냈다. 

 

S-대역은 4기가헤르츠(GHz) 주파수 대역을 말한다. 이 주파수 대역을 주로 레이더 장비와 5세대(5G) 이동통신, 와이파이, 블루투스 통신 등에 활용된다. 

 

레이더 장비는 장거리 표적을 탐지하는 핵심 기술이다. 정밀한 탐지 및 추적 성능을 구현하려면 출력이 높아야 한다. 기존 장비 전력을 제어하는 부품으로 진공관이 주로 사용돼 왔다. 그러나 수명이 짧고 발전기 등 큰 부속 장비가 필요해 비용이 많이 들었다. 실리콘이나 탄화규소 등 다른 물질 활용시 전력 소자는 충분한 출력을 내기 어려웠다. 

 

연구진은 고출력, 고전압, 고효율 특성이 있어 차세대 반도체 핵심재료로 각광받는 질화갈륨(GaN)으로 전력 소자 칩을 개발하는 데 성공했다. 150와트(W)급 이상 높은 시스템 출력이 필요한 레이더 개발이나 민간 선박, 위성 통신 레이더에 응용이 가능할 것으로 기대된다. 또 차세대 이동통신 기지국 및 중계기, 선박용 및 차량용 레이더, 위성통신 등에도 쓰일 수 있다. 

 

연구진은 향후 민수 및 군수 핵심 부품 국산화 연구를 진행할 계획이다. 수출규제 품목 중 하나인 질화갈륨 기반 집적회로 개발 연구도 심호할 예정이다. 

 

강동민 RF·전력부품연구실장은 “국내 우수한 설비와 연구진의 힘으로 고출력 질화갈륨 전력소자 기술을 확보했다”며 “반도체 핵심 부품 국산화 및 외산 장비 잠식을 막는 데 도움이 되기를 기대한다”고 말했다. 

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