고출력에 효율도 높아, 수입 의존 화합물반도체 시장 국내 선점
[대학저널 이승환 기자] 전북대학교는 실험실 창업을 통해 설립된 시지트로닉스가 한국전자통신연구원(ETRI) 기술이전을 통해 높은 부가가치가 기대되는 화합물 기반 반도체 ‘GaN 트랜지스터 소자’를 국내 최초로 개발했다고 11일 밝혔다.
이번에 개발된 GaN 트랜지스터 소자는 외국 제품에 비해 성능이 우수하며, 비교적 쉬운 공정으로 제작할 수 있고, 가격 경쟁력이 있어 조만간 양산이 가능할 것으로 기대된다. 수입에 의존했던 GaN 반도체의 국산화 길이 열리게 된 것이다.
GaN RF(고주파) 트랜지스터는 질화갈륨(GaN)이라는 질화물반도체 기판을 이용해 제작하는 RF 통신용 HEMT 소자인데, GaN 반도체는 동작속도가 빠르고 고출력과 고전압에 강해 RF와 파워 반도체 소자에 주력으로 최근 널리 이용되고 있다.
시지트로닉스가 이번에 처음 개발한 소자는 출력전력 200W로 고출력인데다, 동작주파수도 DC~6GHz로 다른 기술에 비해 RF 동작주파수와 효율 특성이 매우 우수하다.
특히 레이저를 이용해 반도체 기판에 패턴을 형성하는 ‘광 사진전사’로 비교적 쉽게 제작할 수 있고, 제조공정 또한 안정돼 수율을 70% 이상으로 충분히 높일 수 있어 생산성까지 확보됐다. 아울러 웨이퍼나 칩과 패키지 형태의 제품으로도 판매가 가능해 높은 부가가치가 기대된다.
개발 소자가 상용화되면 미래 무선 이동통신과 자동차나 위성통신, 군수용 레이더, 무전기, RF 파워 발생기, 고온에서 내환경이 요구되는 자동차용과 산업용 센서 등에 널리 활용될 수 있을 것으로 보인다.
심규환 교수는 “6GHz 대역의 GaN RF 제품에 대한 라인업(RF 전력 10~200W급)을 완료해 내년에 생산 판매를 개시하고, 오는 2023년에는 500억원을 투자해 6GHz 전용 생산라인을 마련할 계획”이라며 “향후 기술 고도화를 통해 5G(28GHz)와 위성통신(35GHz), 군수레이더(64GHz), 자율자동차(77GHz) 등에 활용될 수 있는 제품군으로 확대할 예정”이라고 밝혔다.
한편 반도체 소자를 개발한 시지트로닉스는 심 교수가 반도체 관련 분야 우수 연구력을 바탕으로 지난 2008년 설립한 실험실 창업 성공 사례로 손꼽힌다.
6인치 반도체 FAB을 보유하고 있으며, ESD(정전기) 소자와 센서 소자, 전력 소자, RF(Foundry) 소자를 등을 핵심 사업군으로 특수 반도체 제품을 생산하고 판매하는 기업이다.
현재 100여명의 임직원이 근무하고 있으며, 산학협력을 통해 Si과 GaN 반도체의 에피기술과 소자공정기술을 개발해 사업화하는 역할을 하고 있다.
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