ETRI-웨이비스, 질화갈륨 반도체 국산화…국방·위성 핵심부품 자립 길 열어

국내 연구진이 군수용 레이더 및 위성통신용 핵심부품인 질화갈륨(GaN) 반도체 송수신칩을 국산화하는 데 성공했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 ㈜웨이비스와 함께 군용 및 고해상도 영상레이더(SAR)에 탑재되는 GaN 기반 송수신 집적회로(MMIC) 3종을 개발했다고 28일 밝혔다.

이 연구는 중대재해처벌법 이후 자산 리스크 관리 중요성이 부각된 상황에서, 해외에 전량 의존하던 고성능 반도체 핵심부품을 자립화한 첫 사례로 평가된다. 연구는 국가과학기술연구회(NST)의 창의형 융합연구사업 일환으로 진행됐다.

ETRI는 자체 반도체 설계 기술에 웨이비스의 생산 공정 기술을 접목해, X-대역에서 동작하는 ▲전력증폭기(PA) ▲저잡음증폭기(LNA) ▲스위치(SW) 집적회로를 완성했다. 이는 미국과 유럽 상용제품과 동등한 수준의 성능을 확보했으며, 국내 유일의 GaN 양산 팹에서 제작된 첫 실용 결과물이다.

GaN 반도체는 기존 갈륨비소(GaAs) 대비 높은 출력과 효율을 제공해, 특히 능동위상배열(AESA) 레이더 및 SAR 위성에 적합하다. AESA 레이더는 전자적으로 빔을 조종해 빠르게 목표물을 탐지·추적하는 최신 기술로, 다수의 송수신 모듈을 포함한 안테나에 PA, LNA, SW가 일체형 모듈로 구성된다.


연구진은 이들 MMIC가 레이더 및 위성통신 레이더의 성능을 크게 향상시킬 뿐 아니라, 국방기술 자립화와 부품 국산화에 핵심 역할을 할 것으로 내다봤다. 앞서 ETRI는 2020년부터 ‘DMC 융합연구단’을 통해 GaN 기술 기초역량을 축적해왔다. 웨이비스와의 협력을 통해 국내 양산 기술과 연계한 실용화를 이뤘으며, 현재 설계기술 이전도 마쳐 상용화 준비에 돌입했다.

ETRI 임종원 박사는 “국내 최초로 고성능 송수신칩 3종을 개발했다”며 “국방 및 위성 핵심부품 자립화에 기여할 것”이라고 말했다. 웨이비스 최윤호 CTO는 “질화갈륨 반도체 양산 인프라를 기반으로 안정적 시스템 개발과 실전 배치에 도움이 될 것”이라고 강조했다.

이번 과제는 ‘국방 AESA 레이더 및 SAR 위성용 반도체 부품 국산화 및 양산 기술 개발’의 일환으로 수행됐다. 연구진은 앞으로도 GaN 반도체 기술을 기반으로 단일칩 집적회로 등 고도화 기술 개발을 이어갈 계획이다.