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ETRI, 레이더용 고출력 전력소자 국산화200W급..."군이나 위성, 전기차 등에 활용"
ETRI 연구진이 실험실에서 광학현미경을 통해 전력소자 칩의 상태를 확인하고 있다.<사진: ETRI 제공>

[취재]군용 레이더와 5G 기지국 등에 주로 쓰이는 200W급 고출력 전력소자가 국산화됐다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 RF/전력부품연구실이‘S-대역 200W급 질화갈륨(GaN) 전력소자’를 국산화했다고 5일 밝혔다.

전력 소자 설계부터 공정, 측정 및 패키징까지 모두 ETRI 연구진이 개발했다.

S대역은 3~4GHz 주파수대다. 군에서는 레이더, 민간에서는 5G 이동통신이나 와이파이(WiFi), 블루투스 통신에 주로 쓴다.

이번에 개발한 전력소자는 세계적인 반도체 회사인 미국 울프스피드나 쿼보, 일본의 스미토모와 견주어도 성능 면에서 대등하다는 것이 ETRI 연구진의 설명이다.

이 전력소자 크기는 0.78mm x 26mm다. 수명은 최대 60만 시간으로 진공관(6000시간, 6개월마다 교체) 대비 100배 이상 길다. 유지보수 비용도 출력이 수십㎾에 불과한 진공관 대비 크게 줄일 수 있다. 또 이 전력소자는 따로 예열과정 필요없이 즉각 대응이 가능하다.

이상홍 RF/전력부품연구실 연구원은 “레이더 개발에는 150W를 넘는 시스템 출력이 필요한데, 이번에 개발한 소자는 200W급”이라고 설명했다.

이 소자는 군용 고출력 레이더 뿐만 아니라 민간 선박, 위성 통신 레이더 나아가 차세대 이동통신 기지국 및 중계기, 선박용 및 차량용 레이더, 위성통신, 전기자동차 등에 광범위하게 활용할 수 있다.

데이터센터용 전력모듈이나 IT기기, 가전, 무선 충전용 전력 모듈에도 사용할 수 있다.

ETRI 이상흥 책임연구원(오른쪽)과 조규준 연구원이 질화갈륨 전력소자 칩의 구조와 특성을 분석하고 있다.

연구진은 향후 이 소자의 주파수 및 출력을 확장하고 민수 및 군수 분야에서 국산화 작업을 계속해 나갈 계획이다.

이와함께 이번에 개발한 전력소자와 마찬가지로 주요 수출규제 품목에 묶여 있는 질화갈륨 기반의 집적회로 개발에도 드라이브를 걸 계획이다.

ETRI 강동민 RF/전력부품연구실장은“전력증폭기에 들어가는 핵심소자를 국산화한 것이어서 외산 장비 의존도를 줄이고 일본 수출 규제 대응에도 기여할 것”으로 기대했다.

한편 이 연구과제는 국방과학연구소(ADD)가 주관하는‘정부 선도형 핵심기술 프로그램’에 참여해 개발됐다. 민간 전문업체의 실용화 개발 과정을 거쳐 양산이 진행될 예정이다. 과학기술색인(SCI)급 논문 13건, 국내외 특허 6건을 출원했다.

 

 

박희범 기자  snews@s-news.kr

<저작권자 © ScienceNews, 무단 전재 및 재배포 금지>

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