한국전기연구원(KERI)이 개발한 ‘반도체 기반 대용량 스위치’ 기술이 세계 최정상급 연구기관들의 큰 주목을 받으며, 향후 9조3천억원에 이르는 세계 시장 선점을 위해 본격 나선다.

전기연구원은 ‘반도체 기반 대용량 스위치’ 기술이 세계 유명 가속기 연구기관들의 큰 관심을 받고 있다고 24일 밝혔다.

전기연구원 장성록 박사팀은 지난해 8월 미국 시카고에서 열린 최고 권위의 ‘선형가속기컨퍼런스(LINAC) 학회’에 참석해 논문을 발표하는 등 기술의 해외 홍보에도 힘썼다.

그 결과 미국 ‘오크리지국립연구소(ORNL)’와 ‘스탠퍼드대학 국립 가속기연구소(SLAC)’가 기술 협력을 제안했고, 현재 국제 공동 연구가 활발하게 논의되고 있다.

KERI는 개발한 대용량 스위치를 3월 중 미국 현지로 보내 실증을 진행하고, 기술에 대한 신뢰도를 한층 더 높인다는 계획이다.

이 기술은 가속기, 레일건, 직류 차단기 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 핵심적인 펄스파워 제어 기술로, 글로벌 협력 제안을 받는 등 성공적인 연구 성과를 거두고 있다.

펄스파워 기술은 낮은 전력으로 에너지를 충전한 후, 높은 전력으로 순간 방전하는 기술로, 이를 제어하는 대용량 스위치는 가속기, 레일건, 레이더 등의 분야에서 중요한 역할을 한다.

기존의 기계적 가스를 이용한 대용량 스위치는 고비용과 정밀도 한계, 고장에 취약한 단점이 있었으나, 반도체 기반 대용량 스위치는 이러한 문제를 해결할 수 있는 대안으로 떠오르고 있다.

KERI 전기물리연구센터는 반도체 소자 기반 대용량 스위치 기술을 국내 최초로 개발하고 실증에 성공했다.

수천 개의 반도체 소자를 사용하는 기존 기술과 달리, 단 수십 개의 저전력 스위칭 소자를 활용해 유지·보수의 용이성과 상용화를 높였다.

소자들을 직·병렬 구조로 조합하여 맞춤형 설계가 가능하며, 최대 전압 50kV, 전류 10kA를 견디는 세계 최고 수준의 성능을 자랑한다.

연구진은 국산화 개발한 스위치를 포항가속기연구소 및 동남권원자력의학원과 협력해 실증을 마쳤다.

KERI는 해외 홍보에도 힘을 쏟아, 미국 오크리지국립연구소(ORNL)와 스탠퍼드대학 국립 가속기연구소(SLAC) 등과의 국제 공동 연구를 논의 중이다. 3월 중 미국 현지에서 실증을 진행해 기술 신뢰도를 높일 계획이다.

KERI 장성록 전기물리연구센터장은 “전 세계 대용량 스위치 시장 규모는 9조4,000억원에 이를 정도로 적용 범위가 넓다”며 “국내를 넘어 해외에서도 주목받고 있는 우리의 성과를 바탕으로 좋은 결과를 얻어 해외 시장을 선점하겠다”는 포부를 밝혔다.

한편 KERI는 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 정부출연연구기관으로, 이번 연구는 KERI 기본사업의 일환으로 진행됐다.