국내 연구진, 전투기 두뇌 '에이사 레이더' 핵심부품 국산화 쾌거

DMC융합연구단이 개발한 X-대역 질화갈륨 전력증폭기 MMIC 칩을 측정지그에 적용한 모습. /사진=ETRI

국내 연구진이 전투기 두뇌 역할을 하는 능동위상배열(AESA, 에이사) 레이더의 핵심부품을 국산화하는 데 성공했다. 군수용 부품 수출규제 대응력을 한층 높인 기술로 평가된다.

국가과학기술연구회(NST) DMC융합연구단은 28일 에이사 레이더 핵심부품인 질화갈륨 반도체 전력증폭기 집적회로 기술을 개발했다고 밝혔다.

에이사 레이더는 대상물의 거리, 위치 등을 신속하고 정확하게 탐지하는 전투기의 두뇌 역할을 한다. 이 기능은 레이더 앞부분에 장착된 수천 개의 송·수신 모듈을 통해 구현되는데, 모듈 개발에는 스위치, 전력증폭기, 저잡음증폭기 등 다양한 반도체 기술이 필요하다.

연구단은 지난해 송·수신용 스위치 집적회로 기술을 개발한 데 이어 올해 X-대역(8~12GHz 대역), Ku-대역(12~18GHz 대역) 레이더 송·수신기용 전력증폭기 집적회로 기술개발에 성공했다.

고출력 전력증폭기 소자로 적합한 질화갈륨을 이용해 기존 갈륨비소 소재 대비 10대 이상 높은 출력과 우수한 신호 변환 효율을 확보했으며, 현재 상용화돼있는 미국, 유럽 제품과 대등한 성능을 보이면서도 크기는 더 작게 만들어 상용화에 유리하도록 했다.

임종원 한국전자통신연구원(ETRI) 책임연구원(DMC융합연구단장)은 "국내 최초로 자체 설계 및 공정기술 등 연구를 통해 고출력 전력증폭기와 스위치 집적회로 기술을 확보했다"며 "우리나라 국방기술 확충과 소·부·장 대응에 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.

연구단은 관련 분야 산업체에 기술을 이전해 상용화를 지원하고, 군수 부품 요구성능을 만족하는 신뢰성 시험을 계획 중이다. 2022년까지 본 기술을 바탕으로 3개 주파수 C-/X-/Ku-대역별로 스위치·전력증폭기·저잡음증폭기 등을 하나의 칩으로 집적시키는 송·수신 단일칩 집적회로 후속 연구도 진행할 예정이다.

DMC융합연구단은 ETRI가 주관기관을 맡고 있으며, 한국기계연구원, 나노종합기술연구원이 참여하고 있다.

ETRI 연구진이 질화갈륨 반도체 전력증폭기 MMIC 칩의 신호특성시험을 수행하고 있다. /사진=ETRI