ETRI, 차량 충돌 방지 레이더용 초고주파 반도체 칩 개발

-기존 부품보다 성능 및 가격에서 경쟁력이 뛰어나 -

자동차 운행시 전방의 차량을 감지하여 충돌 방지와 안전 운행을 위한 자동 제어기능을 제공하는 ‘차량 충돌방지 레이더용 핵심 부품’이 국내 연구진에 의해 개발되었다.

한국전자통신연구원(ETRI, http://www.etri.re.kr) 초고주파소자팀(윤 형섭 박사)은 정보통신부 선도기반기술개발사업인 ‘테라비트 통신용 InP RF 집적회로 기술개발사업’의 일환으로 77GHz대역 차량 충돌방지 레이더용 핵심부품인 “전력증폭기, 구동증폭기, 하향 주파수변환 혼합기, 저잡음 증폭기 등 모두 4종의 MMIC(초고주파 집적회로,Microwave Monolithic Integrated Circuit) 반도체 칩”을 국내 처음으로 개발했다고 밝혔다.

이번에 독자 개발한 ETRI의 77GHz 대역 핵심 MMIC 칩은 성능과 재현성 면에서 세계 최고 수준이다. 따라서 차량 대 차량 및 차량 대 물체 충돌 방지를 위한 안전관련 차량용 밀리미터파대의 반도체 부품시장을 적극 공략할 수 있을 것으로 보인다.

● 기술의 특징 - 기존 부품보다 성능 및 가격에서 10배 이상 경쟁력 뛰어나

이번에 개발한 4종의 MMIC(초고주파 집적회로) 칩은 200m전방의 차량이나 장애물을 감지하고 충돌을 경고하거나 차량속도를 제어하여 충돌을 사전에 예방하는 충돌방지 레이더 시스템의 핵심부품이다. 본 기술은 인듐-인(InP)기반의 신소재와 ETRI의 독창적인 특허기술인 HEMT(고전자 이동도 트랜지스터, High electron mobility transistor) 소자 제작 기술을 이용하여 대량 생산이 가능하도록 4인치 웨이퍼로 제작되었다.

기존의 차량 충돌방지 레이더 시스템의 부품들은 개별 소자가 조립된 하이브리드(hybrid)형태로 구성되어 부품의 소형화와 저가격화에 한계가 있었다. 그러나 이번에 개발한 기술은 각종 개별소자를 한 칩에 집적화한 밀리미터파대 MMIC(초고주파 집적회로)로 구성하여 고주파 특성이 우수하고, 시스템을 획기적으로 소형화, 저가격화 할 수 있는 특징이 있다.

그리고 77GHz대역의 주파수를 이용해 대기중에서 전파 흡수가 잘되고 장애물에 대한 전파 반사가 뛰어나 장애물 인지도 유리하다. 또한 기존 소자에 비해 잡음특성이 30 % 이상 개선한 세계 수준의 성능을 갖고 있어 더욱 주목된다.ETRI 연구진은 이번 기술개발을 통해서 소자제작과 MMIC설계와 관련하여 3건의 국제특허와 7건의 국내특허를 출원하였고, 6편의 SCI 논문을 게재하였다.

● 개발 결과의 의미 및 시장 전망

이번에 개발된 77GHz MMIC(초고주파 집적회로) 기술은 차량의 측 전후방에 장착하여 미래 교통안전을 도모할 수 있는 스마트카, 차선변경, 자동 주차시스템 등의 구현에 이용할 수도 있고, 도로에 장착하여 traffic monitoring의 용도로 이용하여 텔레메틱스용 차량 안전 운행 체계를 구현하는데도 활용할 수 있다.

차량 충돌 방지 레이더용 MMIC부품 수요는 전 세계적으로 현재 3억 달러 규모에서 2010년에는 11억 달러 규모로 지속적으로 성장할 것으로 예측된다.

연구책임자인 윤형섭 박사는 “이번 77GHz MMIC 부품개발로 국내 자동차 부품의 고급화는 물론 전량 수입에 의존하는 차량용 고주파 반도체 부품 의 핵심원천기술을 확보했다”며 “관련 부품의 수입대체 및 경쟁력 강화로 민,군겸용 밀리미터파대 고주파 부품분야 전반에 큰 파급효과를 미칠 것”으로 전망했다.