우주항공과 같은 극한 환경에서 작동하는 다이아몬드 전력반도체 개발을 위해 한국일 일본의 연구진이 머리를 맞댔다.

한국전기연구원(KERI)과 경남도가 일본의 정밀 부품 제조 회사인 ‘오브레이(Orbray)’와 함께 우주항공용 ‘다이아몬드 전력반도체’ 국제 공동연구에 나선다.

전력반도체는 전력이 필요한 곳이면 필수적으로 활용되는 산업의 중요 부품으로, 전류 방향을 조절하고 전력 변환을 제어하는 등 사람의 몸으로 치면 근육과도 같은 역할을 한다.

전력반도체 소재로는 실리콘(Si)이 가장 많이 활용되지만, 더 성능이 뛰어난 차세대 SiC(탄화규소) 혹은 GaN(질화갈륨) 전력반도체가 크게 주목받고 있다. 그리고 여기서도 한 단계 더 나아간 소재가 바로 다이아몬드다.

다이아몬드는 우수한 전기적 특성으로, 우주항공과 같은 극한 환경에서 작동하는 전기·전자기기에 사용될 수 있는 일명 ‘끝판왕’ 전력반도체 소재다.

반면에 제조비가 많이 들고, 대량 생산의 한계 등 기술적 어려움이 많아 상업화 단계까지 이르기 위해서는 여러 노력이 필요하며, 장기적인 관점에서 국가를 초월한 연구개발 대응 전략 수립이 절실한 상황이다.

최근 우주항공청이 경남 사천에 개청하면서 다이아몬드 전력반도체에 대한 기술 확보 필요성이 또 한 번 대두됐고, KERI와 경남도, 일본 오브레이가 협의체를 구성해 국제 공동연구를 추진하는 것으로 의견을 모았다.

전력반도체 분야 기술은 KERI가, 다이아몬드 웨이퍼 소재 분야는 오브레이가 담당하며, 경남도는 국제협력 활성화를 위한 각종 행정적 지원에 적극 나선다.

이러한 활동의 일환으로 지난 10일 오후 KERI 창원본원에서 ‘우주항공용 다이아몬드 전력반도체 국제공동 연구개발 회의’가 개최됐다.

이번 행사에는 KERI 방욱 전력반도체연구단장, 경남도 구병열 미래산업과장, 오브레이 김성우 연구소장 등이 참석하여 △우주항공 산업 전력반도체 분야 기술 정보 교류 및 연구 협력 △국제 공동 기술 개발 과제 지원 △지역 사회 발전을 위한 연구개발 과제 수행 및 인프라(핵심 공정 장비 및 전용 팹) 구축 등에 대한 논의를 진행했다.

KERI 김남균 원장은 “전기화 시대의 핵심인 차세대 고효율 전력반도체 산업 육성을 위해 경남도와 ‘김해시 차세대 전력반도체 토탈솔루선센터’ 구축을 추진하는 등 지역경제에 활력을 불어넣는 ‘앵커 기관’이 되고자 노력하고 있다”며 “경남도가 우주항공의 거점이 된 만큼, 다이아몬드 전력반도체의 상업화를 빠르게 이끄는 등 성공적인 국제협력 사례를 만들겠다”고 전했다.

향후에도 KERI, 경남도, 오브레이는 지속적인 네트워킹을 통해 기술 교류를 넓혀 나가고, MOU 체결 등 구체적인 활동에도 나선다는 계획이다.

한편 KERI는 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 정부출연연구기관이다.