레이더, 고출력 견디는 전력 소자 필요해
GaN 소재, 전력 소자에 적합한 소재로 주목
ETRI-RFHIC, GaN MMIC 공정 개발에 맞손


레이더는 멀리 있는 표적을 탐지하고 방어 체계를 구축하기 위한 군사용 핵심 장비로, 특성상 고출력이 필요하다. 기존에는 레이더 전력 소자에 진공관, 갈륨비소 소자 등이 쓰였으나 수명, 부피, 출력 등에서 한계가 있었다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 22일, 산업통상자원부와 국방부의 지원을 받아 국내 유일 질화갈륨(GaN) 소재 기반 제품을 내놓는 RFHIC(주)가 레이더용 질화갈륨 집적회로 전력 소자 부품을 양산할 수 있도록 돕는 협력 사업을 시작한다고 밝혔다. 양 기관은 공동연구실 현판식을 개최하고 업무협력협정서(LOI)를 체결했다.

질화갈륨은 실리콘과 비교 시 신호처리 속도가 10배 이상이며 고속 동작 시에도 열에 취약하지 않다. 특히, 질화갈륨으로 제조한 전력 소자는 군수, 방산, 선박, 위성통신 등 많은 분야에서 활용할 수 있어 주목도가 크다. 하지만 선진국에서는 관련 기술과 제품 유출을 강력히 통제하고 있어 관련 부품을 수입하는 경우, 비용이 많이 들고 기술 도입과 제품 수급 자체도 매우 어려운 상황이다.

ETRI는 질화갈륨 부품 제작 관련 일괄 공정 기술로 4GHz 및 26.5~40GHz 주파수 대역에서 동작하는 전력 소자와 이를 기반으로 만든 고주파 집적회로(MMIC) 칩을 개발하는 데 성공한 바 있다. ETRI-RFHIC 연구진은 국내 팹에서 질화갈륨 부품을 양산하는 집적회로 공정을 개발하여 파운드리에 제공하는 것이 목표다.

공동연구를 통해 개발된 기술은 실제 국방 부품에 적용하고 외산 기술과 부품을 효과적으로 대체할 수 있도록 신뢰성 시험까지 진행할 예정이다. 공동연구진은 향후 군수 부품 국산화 연구를 진행하는 한편, 주파수 대역 확장 및 성능 고도화를 통해 수출 규제를 극복하고 국내 무기체계 경쟁력 달성에 노력할 예정이다.

이번 연구는 산자부와 국방부의 협력 사업인 ‘다기능 레이더(MFR)용 X-대역 25W급 GaN 전력증폭기 MMIC 부품 공정 및 설계 기술개발’ 과제의 일환으로 진행된다. 또한, KEIT의 소재부품 기술개발사업을 통해 5년간 지원될 예정이다.