ETRI, 차세대 반도체 기술 확보로 K-방산, 6G·위성 등 자립화 기대

국내 연구진이 처음으로 150나노 질화갈륨(GaN) 반도체 기술 국산화를 위한 파운드리 시범서비스를 본격 시작한다. 국내기업은 그동안 질화갈륨(GaN) 반도체칩 제작을 위한 양산 및 설계환경이 부족해 전량 수입에 의존했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 “통신용 화합물반도체 연구 파운드리 구축사업”으로 개발한 세계적 수준인 150나노(0.15um) 질화갈륨 마이크로파집적회로(MMIC) 설계키트(PDK) 공개발표회를 개최했다고 밝혔다.



1. 연구 배경

ETRI는 지난 15년 동안 다양한 주파수 대역에서 활용하기 위한 GaN 반도체에 관한 연구를 꾸준히 진행해 왔다. 연구진은 국내 처음으로 150나노 GaN 전자소자 및 MMIC 기술 개발을 완료해 이날 일반에 공개했다.

전 세계적으로 주목받고 있는 150나노 GaN 반도체는 오직 전 세계에서 6개 기관에서만 파운드리 생산이 가능하다. 특히 ETRI는 지난 36년간 팹(Fab)을 운영하며 화합물반도체 관련 기술이 축적되어 GaN 반도체까지 개발에 성공할 수 있었다. 

2. 연구 내용

ETRI는 보유하고 있는 4인치 GaN 반도체 제작 일괄공정기술 및 생산 팹(Fab)을 활용해 해외업체와 대등한 수준으로 기업에 서비스한다. 연구진은 소자의 성능을 획기적으로 끌어올려 Ka-밴드 주파수 대역까지 지원하는 MMIC 제작이 가능하다. PDK를 제공해 사용자 맞춤형 파운드리 서비스 지원이 가능케 된 셈이다. 



ETRI는 전자소자 특성을 결정짓는 미세 게이트 형성기술을 포함한 MMIC 부품 공정기술 및 설계기술을 개발 완료했다. 자체 화합물 팹(Fab)에서 제작 및 소자 성능 검증을 마치고 파운드리 시범서비스에 나서게 되는 것이다.

ETRI가 제공하는 프로세스 설계키트는 소자 정보와 모델, 레이아웃 및 회로 검증 등을 포함하며 MMIC 설계를 위한 환경을 제공함으로써 사용자들이 쉽게 파운드리 서비스를 활용토록 문턱도 낮췄다고 밝혔다.

3. 기대 효과

ETRI는 이번 서비스에 군수무기체계 업체는 물론, 관련 산·학·연 등이 큰 관심을 보이고 있다. ETRI 팹(Fab)의 공정에 맞는 회로 설계환경이 고객들에게 제공되면 향후 반도체 산업 활성화와 자립화에 큰 기회가 될 것으로 연구진은 예측했다.

연구진은 향후 시범서비스의 진행 상황을 검토하고 사용자 의견을 청취해 서비스를 개선해 나갈 예정이다. 세계 최고 수준의 GaN 반도체 기술 국산화와 ICT 핵심 분야 경쟁력 확보를 위해서도 노력할 예정이다.