레이다 장비, 5G, 가전기기 등 다양한 산업에 적용 가능
2차 기술이전 진행 중…지속 개발 통해 오는 2024년 양산 목표
시지트로닉스는 한국전자통신연구소의 기술이전을 통해 300W급 GaN(질화갈륨) RF HEMT(고전자이동도 트랜지스터)의 동작성능을 검증 완료했다고 30일 밝혔다.
최근 공개된 S-대역 300와트(W)급 질화갈륨 전력소자는 S-대역인 2-4㎓(기가헤르츠) 주파수에서 동작해 군수 산업에선 레이다 장비에 적용되며, 5G 이동통신, 와이파이(WiFi), 블루투스에 활용된다. 또한 가전산업 수요처로 RF 오븐, 플라즈마 조명 및 반도체 장치용 고주파 발생기(RF generator)가 출현해 신시장에 대한 활용도가 높아지고 있다.
시지트로닉스는 한국전자통신연구원(ETR)과의 1차 기술이전에서 고출력과 고효율을 동시에 만족시키는 질화갈륨 HEMT를 제작했으며, 칩을 패키징하고 검증 모듈에 장착해 출력전력 300W, 전력밀도 10W/mm 이상의 질화갈륨 반도체 소자 성능을 확인해 기술자립화를 달성하게 됐다. 이는 국내 최초 사례다.
ETRI 강동민 박사(RF·전력부품연구실장)는 "해당 기술은 세계적으로 미국과 일본만 보유하고 있는 최신형 전투기의 핵심기술인 에이사 (AESA) 레이더에 적용이 가능하므로 방위산업의 경쟁력 강화에 크게 기여할 것"이라며 밝혔다. GaN RF 소자가 들어가는 AESA 레이더는 이지스함, 패트리어트와 같은 감시정찰 원거리 초정밀 체계에 사용돼 국방자립화의 핵심 기술로 지목되고 있다.
시지트로닉스는 지난 2020년부터 ETRI로부터 기술이전을 받기 시작했으며, 현재는 2차 기술이전을 진행 중이다. 소자의 구조와 공정기술, 패키징 기술을 보강해 2023년에 샘플 수준을 확보하고 2024년에는 대량생산으로 진입하는 것을 목표로 하고 있다. 또한 시지트로닉스는 회사의 6인치 팹에 일부 장비를 보강함으로써 생산성을 높일 계획이다. 기존 ETRI의 팹은 4인치 기반이다.
시지트로닉스는 "기본적으로 개발에서 사업화까지 필요한 통상적인 엔지니어링 이슈들이 남아 있고, 차세대 제품화에 추가적인 시간과 전문인력이 소요되는 바, 질화갈륨 반도체 사업화를 위해 ETRI 연구진과 지속적인 협력을 구상하고 있다"며 "제품의 출력을 강화하고 5G 28GHz 고주파로 확장하기 위한 후속 개발로 연계할 계획"이라고 밝혔다.
시지트로닉스는 전북대학교의 실험실창업 벤처기업이다. 그동안 구축한 'M-FAB'의 시설과 장비를 기반으로 6인치 WBG(와이드밴드갭) 반도체인 GaN SiC의 소자공정에 대한 파운드리 공정서비스를 개시했다. 광사진전사용 스텝퍼를 비롯한 80여 종의 장비를 보유해 6인치 전공정, 후공정, 테스트까지 생산 및 공정서비스 전반을 제공하고 있다.
이밖에 나노 수준 미세접합의 반도체 신소자 구조를 구현하는데 특화된 기술력으로 ESD(TVS), 광센서(APD, BB-PD), 전력소자(MOS, MCT)를 사업화하고 있으며, 6인치 M-FAB을 더욱 보강함으로써 3세대 반도체인 GaN, SiC, Ga2O3 에 대한 기술개발과 사업화를 중점으로 추진하고 있다.
