국내 유일 GaN-on-SiC chip 설계 능력 갖춰, RF GaN 트랜지스터 등 개발

미국 텍사스에서 유학을 하며 박사과정을 밟았던 그는, 당시 미국의 화합물반도체 관련 선진 기술들을 보고 배우며 뜻을 세웠다.

“이것을 국산화 하자!”

뜻만 가진 게 아니었다. 이를 바탕으로 화합물반도체 분야의 핵심 부품인 트랜지스터를 국산화하여, 전적으로 수입품에 의존하던 무선통신장비 시장에서 독자적으로 제품을 생산하고자 회사를 설립하였다. 웨이브피아(wavepia)의 이상훈 대표 이야기다.
 

이 대표의 목표는 세계 최고 수준의 제품을 개발하여 국가의 경쟁력을 강화하고, 전 세계 통신 산업의 발전에 기여하는 것. 웨이브피아는 화합물반도체 RFIC/MMIC 디자인 하우스이다.  고객의 요청에 따라 맞춤형으로 제작되는 화합물반도체, 그 중에서도 특히 RF GaN HEMT Bare Die 및 RF GaN 트랜지스터를 디자인하고 개발한다. 

웨이브피아는 GaN Solution 중에서도 가장 높은 효율을 내는 GaN-on-SiC 설계기술을 갖추고 있으며 이는 국내에서는 물론 글로벌 시장에서도 흔치 않은 기술이다. 이런 기술력을 바탕으로 다양한 레벨의 RF IC 솔루션을 고객들에게 제시하고 있다. 특히 지속적인 산업의 변화와 신기술의 요구에 따라 고주파화 되어가는 시장에 걸맞는 제품 제시를 위해 수년 전부터 고효율 MMIC 솔루션을 다양하게 제품화하여 글로벌 시장에 선보이고 있다.

글로벌 시장을 목표하는 이상훈 대표에게 기술과 회사 이야기를 더 들어본다. 
  Q.  국내에서 디자인 하우스를 하면서 화합물 반도체 설계 기술을 개발하는 것이 매우 인상적인데, 회사의 특별한 비전이 있다면. 

웨이브피아는 성장 중인 기업입니다. 저희 회사는 이미 존재하는 시장의 요구의 흐름을 뒤따르는 대신, 미리 기술 트렌드를 읽으며 반도체 기술에 혁신을 가져올 수 있는 해결책을 지속적으로 찾아내오고 있습니다. 이런 노력을 기반으로 향후 몇 년 동안 글로벌 시장에서의 점유율을 높이고 사업 범위를 공격적으로 확장할 계획을 가지고 있습니다. 웨이브피아는 산업 개발에서 선도 역할을 할 것이며 인간 중심의 비즈니스 관리를 진행하고자 늘 힘쓰고 있습니다. 

이런 웨이브피아의 기술력과 잠재력을 인정받아 지난 2023년에 소부장 으뜸기업, 방산혁신기업100 등에 선정되기도 했으며, 내부 품질관리 체계를 개선하여 항공우주 품질관리 표준인 AS9100 인증을 받기도 했습니다.

우리 회사는 OAR (Only one, All share, Run a dream)이라는 비전(vision)을 세웠는데, 개인적으로 ‘Only one’이라는 문구가 우리 회사의 뜻을 가장 잘 전달해주는 비전이라고 생각합니다. 우리 웨이브피아만이 제공할 수 있는 기술적 경쟁력으로 고객에게 가치를 더해주는 업체가 되고자 합니다. 


Q.  주력으로 개발하고 있는 RF GaN 트랜지스터와 같은 기술은 왜 중요한가.

트랜지스터는 무선통신장비에서 무선 통신 시스템의 송수신 단에서 신호를 증폭시켜주는 매우 중요한 역할을 담당합니다. 무선 통신 기술의 특성상 외부 요소인 날씨, 지형 등의 간섭으로 인해 신호가 왜곡되거나 소멸되지 않고 필요한 위치에서 원하는 신호를 안정적으로 송수신할 수 있도록 크게 증폭시켜주어야 합니다.

이러한 트랜지스터 기술은 무선 통신장비의 사양을 결정하는 핵심적인 요소로 작용합니다. 기지국, 인공위성, 기상용 레이더, 방위산업용 레이더 등의 무선통신 장비 뿐만 아니라 의료, 반도체, 농업 등 다양한 산업분야에서 활용됩니다. 웨이브피아는 이러한 다양한 분야에서 트랜지스터 기술을 적용하여 제품을 개발하고 있으며, 국내외에서 고객사의 요구에 맞는 고품질 제품을 제공하고자 최선의 노력을 다하고 있습니다.
 

Q.  웨이브피아의 GaN-on-SiC chip 설계 기술이 매우 경쟁력 있는 기술이라고 강조했는데.

웨이브피아는 국내 유일의 GaN-on-SiC chip 설계 능력을 갖추고 있어서 다양한 국가와 분야에서 요구되는 형태와 성능의 솔루션에 최적화된 제품을 개발 및 생산할 수 있습니다.

저희가 경쟁하고 있는 RF chip 설계 시장의 경우, 소수의 대기업들이 대부분의 점유율을 독점하고 있으며 대기업 자본력을 앞세운 다수의 M&A를 통해 그 독점률이 높아져있는 상황입니다. 그래서 고객 입장에서는 RF 솔루션의 선택지가 점점 더 줄어들고 있는 실정입니다. 특히 유럽, 아시아, 중동, 아프리카 등과 같은 시장에서는 미국의 수출통제로 인해 솔루션 수급 흐름이 과거에 비해 경직돼있습니다.

웨이브피아는 경쟁사에 비하면 매우 작은 규모입니다만 이런 시장의 특수성이 오히려 웨이브피아로 하여금 특별한 위치에 자리하게 해주고 있습니다. 기타 해외 업체들은 물론 수출을 목적으로 시스템을 개발하려는 미국 업체들마저도 미국 수출규제에 영향을 받지 않을 솔루션을 찾고 있으며 웨이브피아의 칩(chip) 설계 능력을 충분히 발휘할 수 있는 웨이브피아만의 블루오션이 되어가고 있습니다.


“웨이브피아는 크게 세 가지 분야를 주 목표로 삼아서 개발 활동을 이어나갈 예정입니다.
첫째, 우주산업으로 위성 payload와 같은 우주 시스템에 적용할 위성통신 및 레이더용
고주파 고효율 제품을 지속 개발할 것이며 둘째, 국방산업으로 국내 방산 시스템의
핵심부품에 국산화 솔루션을 지속 제공할 예정입니다. 마지막으로 에너지산업입니다.
반도체 기반 RF 신호발생기를 활용하여 청정수소 개발에 접목시킬 계획입니다.”
_ 이상훈 웨이브피아 대표


Q.  디자인 하우스인 만큼 개발 인력의 중요성이 남다를 것 같은데.

그렇습니다. 저희는 IC 설계 인력을 가장 큰 경쟁력으로 보고 있습니다. 각종 화합물반도체 계열의 IC 설계를 다양하게 할 수 있는 역량은 이 설계 인력에서 나오기 때문입니다. 또한 다수의 글로벌 협력사와의 네트워킹 구성 또한 큰 경쟁력으로 보고 있습니다.

각 주요 국가에 체결된 다양한 형태의 협력사 및 고객들은 다년간의 화합물반도체 및 RF 부품 영업력 및 경력을 갖춘 협력사들 위주로 구성하고 있어 각국의 신규 개발 프로젝트들을 접할 수 있고 넓은 범위의 고객들을 만나며 저희가 타깃팅하는 산업들의 흐름을 읽을 수 있습니다.


Q.  회사 규모도 규모지만 고객사가 정해진 시장이라 초기에 어려움도 많았을 것 같다.

벤처로 시작한 회사이기 때문에 초반 성장 및 체계 정립에 많은 애로사항들이 있었습니다. 특히 국내 사업의 경우 대응할 고객사가 사실상 정해져있으며 그들이 요구하는 수준이 분명했기 때문에 밑바닥부터 성장해나가야 하는 벤처의 입장에서는 접근하기가 어려운 부분이 있었습니다. 그래서 애초에 사업 방향을 국내가 아닌 해외 시장을 우선 목표하여 다양한 규모의 크고 작은 업체들과의 소통을 통해 사업 개발을 해나가는 전략을 갖추고 시작하였습니다.

하지만 해외 사업의 경우 각종 관세, 무역 규정, 수출허가 등과 같은 법 규제 관련 지식이나 노하우가 부족해서 체계적인 절차 파악이 아닌 다수의 시행착오를 거칠 수밖에 없었습니다. 물론 시행착오를 통해 많은 경험과 노하우를 쌓을 수 있었다는 측면에서는 긍적적이기는 하나, 예기치 않은 자원 및 일정 소비가 있었기 때문에 이를 대응 및 해결해나가는데 어려움을 겪었던 것이 가장 큰 어려움으로 기억되고 있습니다.



Q.  지난 10년간 많은 실패와 성과가 있었겠습니다만 가장 내세울만한 성과가 있다면요.

가장 기억에 남는 성과라고 한다면 ADA 장비 개발이라고 할 수 있겠습니다. ADA 장비란 ‘Automatic Die Attach’라고 해서 Bare die를 패키지에 접합시키는 과정을 자동화하도록 설계/개발한 장비입니다. 해외에는 이미 많은 관련 장비가 있지만 비용이 상당히 높은데 비해 장비 수율이 그리 높지 않아 가성비가 만족스럽지 않았습니다. 벤처로서는 부담이 될 만큼 큰 비용인데 이를 만족스럽지 않은 장비에 투자하는 것이 비효율적이라 판단했습니다.

그래서 국내 관련 협력사들을 모아서 개발 컨소시엄을 구성 및 주도하여 장비 설계 및 제작을 추진하였으며 결론적으로 우리 웨이브피아의 입맛에 맞는 Die Attach 자동화 장비를 개발해냈습니다. 실제로 저희 생산 라인에 투입해서 사용 중이며 효과가 아주 높다고 판단하고 있습니다. 해당 장비 덕분에 100명이 투입되어야 할 작업량을 손쉽게 해결하고 있습니다.


Q.  앞으로의 활동과 계획이 더 궁금합니다.

웨이브피아는 크게 세 가지 분야를 주 목표를 삼아서 개발활동을 이어나갈 예정입니다.
첫째, 우주산업입니다. 위성 payload와 같은 우주 시스템에 적용할 위성통신 및 레이더용 고주파 고효율 제품을 지속 개발하여 미래 산업의 발전에 기여할 예정입니다. 또한 RF 신호발생기를 접목하여 개발한 플라즈마 조명 시스템(Plasma Lighting System)을 활용하여 태양의 대체 인공 광원화하여 Space Farm과 같은 미래 기술이 실질적으로 구현될 수 있도록 할 예정입니다.

둘째, 국방산업입니다. 국내 방산 시스템의 핵심부품에 국산화 솔루션을 지속 제공함으로써 해외의존도를 낮추며 K-방산의 확장 및 성과증대에 이바지할 예정입니다.

마지막으로 에너지 산업입니다. 반도체 기반 RF 신호발생기를 활용하여 청정수소 개발에 접목시키는 것을 주 목표로 삼고 있습니다. 플라즈마 생성용 RF 신호발생기를 접목시켜서 폐기물 처리를 통하여 청정수소를 얻어내는 친환경 탄소중립 활동에 기여하고자 합니다.



   우리 회사 핵심 제품은요

상용화 가능한 고주파 GaN IC 설계 기술 보유해
패키징 자동화 장비 기술도 경쟁력



웨이브피아는 화합물반도체 GaN-on-SiC 설계 기술을 기반으로 주력 제품 라인업을 갖추고 있다. RF 트랜지스터의 경우 DC에서부터 20GHz 대역에 이르는 고주파 대역에 이르기까지 광범위하게 활용 가능한 Bare-die(chip), 또 이 칩을 패키징(Packaging)하여 다양한 형태의 RF GaN 트랜지스터 제품 라인업을 갖추고 있어서 고객들이 개발하고자 하는 시스템에서 요구되는 형태를 만족할 맞춤형 제품 제공이 가능하다.

또한 집적회로 GaN MMIC 제품은 주로 방산이나 위성과 같은 미래형 산업에서 요구하는 고주파 및 고효율 성능을 필요로 하는 시스템 적용에 적합하다. C-band 에서부터 Ka-band에 이르는 고주파수 대역을 커버하는 제품 라인업을 갖추고 있으며, RF 증폭기(PA) 뿐 아니라 저잡음증폭기(LNA)나 프론트엔드 모듈(FEM)용 MMIC 제품 라인업도 갖추고 있어, 차세대 통신장비, 레이더 송수신 장비, 위성장비와 같은 고차원 시스템에 적합한 솔루션도 갖추고 있다.

GaN-on-SiC 소자는 기존 반도체 기술인 LDMOS 소자에 비해 효율이 약 10% 정도 높으며, 시스템 크기는 최대 절반으로 줄일 수 있고 전력 사용량도 약 20% 정도 절감할 수 있는 강점이 있어 전 세계의 통신 및 기타 관련 시장에서 널리 적용되고 있다.
우리 주력 제품으로는 GaN Bare Die, GaN 트랜지스터, GaN MMIC 등이 있다. 특히, 국내에서 유일하게 상용화가 가능한 고주파 GaN IC 설계 기술과 패키징 자동화 장비 기술을 보유하고 있어 GaN 트랜지스터의 대량 생산성을 향상시켜 생산하고 있다. 이는 웨이브피아의 가장 큰 경쟁력이다.

RF 신호발생기 솔루션 제공해

이러한 반도체 소자에서 그치지 않고 이를 활용하여 RF 에너지라고 하는 신 산업용 RF 신호발생기 솔루션을 시장에 제공하고 있다. 이는 RF 신호를 통신용이 아닌 에너지 원으로서 활용하여 의료, 식품, 소재처리, 섬유 등과 같은 각종 산업에 적용되고 있는 구세대 Magnetron 기반 RF 신호발생기를 대체하거나 업그레이드하는 것을 목적으로 하고 있다. 반도체 기반(Solid-state) RF 신호발생기는 적은 유지보수 비용, 시스템 확장성, 성능 안정성 등을 기반으로 다양한 고객들에게 고성능 저비용 효과를 제공하고 있다.