ETRI, 200W급 갈륨나이트라이드(GaN) 전력소자 개발

김진수 기자 / 기사승인 : 2019-12-06 10:55:16
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▲ ETRI 연구진이 개발한 GaN 전력소자 칩을 패키징한 형태 [사진=ETRI]

[IT비즈뉴스 김진수 기자] 국내 연구진이 군사용 레이더와 이동통신 기지국에 주로 사용되는 고출력 전력소자 기술을 개발했다. 외산 장비에 대한 의존도를 줄일 수 있는 기술 국산화에 도움이 될 전망이다.


한국전자통신연구원(ETRI)이 S-대역 200W급 갈륨나이트라이드(GaN) 전력소자 기술을 개발했다고 밝혔다. 소자의 설계부터 공정, 측정과 패키징까지 모두 국내 기술력으로 이룬 성과다.

S-대역은 4GHz 주파수 대역을 뜻한다. 해당 주파수는 주로 레이더 장비, 5G 이동통신, 와이파이(WiFi), 블루투스 통신 등에 활용된다.

레이더 장비는 장거리 표적을 탐지하는 핵심 기술로 정밀한 탐지 및 추적 성능을 위해 높은 출력이 필요하다. 기존 장비 전력을 제어하는 부품으로 진공관이 주로 사용되어 왔으나 수명이 짧고 발전기 등 큰 부속 장비가 필요해 구축비용이 높았다. 

 

또 실리콘이나 탄화규소와 같은 다른 소재를 활용하면 충분한 출력을 내기 어려웠다. GaN 전력 소자가 차세대 반도체 핵심재료로 주목을 받고 있으나 그간 전량 외산 장비를 수입해 사용해왔다.

6일 ETRI에 따르면 이번에 개발한 S-대역 200W 전력소자 칩은 0.78mm x 26mm 크기의 전력소자 칩을 패키징해 성능을 검증했다. 150W급 이상 높은 시스템 출력을 필요로 하는 레이더 개발에 많은 도움이 될 것으로 연구진은 기대하고 있다.

연구진은 향후 본 주파수 및 출력을 확장하고 민수 및 군수 핵심부품을 국산화하는 연구를 진행하는 한편, 전력소자와 더불어 주요 수출규제 품목 중 하나인 질화갈륨 기반 집적회로 개발 연구도 심화할 예정이다.

해당 과제는 국방과학연구소(ADD)가 주관하는 ‘정부 선도형 핵심기술 프로그램’에 참여, 개발됐으며 민간업체의 실용화 개발 과정을 거쳐 양산이 진행될 예정이다.

ETRI 강동민 RF/전력부품연구실장은 “국내의 우수한 설비와 연구진의 힘으로 고출력 GaN 전력소자 기술을 확보했다. 해당 기술이 반도체 핵심 부품 국산화와 외산 장비 잠식을 막는데 도움이 되기를 바란다”고 밝혔다.

 

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