ETRI와 웨이비스가 전량 수입해 오던 군사용 레이더와 고해상도 영상레이더(SAR)에 쓰이는 송수신 모듈의 핵심 부품 국산화에 성공했다.
개발한 핵심 부품은 질화갈륨(GaN) 기반 송수신 반도체 직접회로(MMIC)다.

레이더 국산화의 핵심, MMIC

MMIC는 고주파 통신용 소자들을 하나의 기판 위에 집적한 반도체 칩이다. 군사용 레이더와 전파를 통해 지형이나 구조물을 영상으로 구현하는 고해상도 영상레이더(SAR)¹⁾ 제작에 필요한 핵심 부품이다. 지금까지 해외에서 전량 수입을 해온 터라 기술 자립도가 낮았다.

ETRI는 연구원의 반도체 설계기술과, 웨이비스의 생산 공정 기술을 접목했다. 그 결과 주로 레이더와 위성통신에 사용하는 8~12GHz 고주파 대역인 X-대역에서 동작하는 송수신 칩 3종을 개발했다. 주요 부품은 송신 신호의 세기를 높여 안테나로 출력하는 전력증폭기(PA)와 잡음을 최소화해 미약한 신호를 증폭하는 저잡음증폭기(LNA), 고주파 회로에서 송신과 수신을 빠르게 전환하는 스위치(SW) 집적회로다.

이번에 개발된 MMIC는 해외 파운드리 선도국인 미국이나 유럽의 상용제품과 동등한 성능을 자랑한다. 또한 기존 갈륨비소(GaAs) 기반 제품보다 높은 출력과 효율을 제공한다. 추후 여러 개의 송수신 장치로 구성된 안테나로 빠르게 목표물을 탐지하고 추적할 수 있는 능동위상배열(AESA) 레이더 등에 사용돼 성능을 개선할 것으로 기대된다.
1) SAR은 기상 상황이나 밤낮 구분 없이 정밀한 지상 관측이 가능하다.

미래 국방 기술 자립을 꿈꾸다

MMIC이 사용될 군사용 레이더는 적의 항공기, 미사일, 드론을 탐지하고, 함정이나 지상의 무기 위치 추적을 파악하며, 요격에 활용된다. SAR을 통해선 우리나라와 주변 지역에 대한 전천후 영상 정보를 수집할 수 있다. 그뿐만 아니라 지하에 매장된 자원 탐사나, 자연재해 모니터링 등에도 사용될 수 있다. AESA는 다수의 목표물을 동시에 탐지, 추적, 감시할 수 있기에 기존의 레이더보다 빠르고 정밀하게 정보를 수집할 수 있다.

MMIC의 국산화는 의미가 크다. 안보와 직결되는 국방 기술이 자립화되지 않는다면 수입이 막히거나 조건을 바꿀 때 영향을 받을 수 있기 때문이다. 따라서 이번 연구진에 의해 개발된 핵심 부품들은 향후 우리나라 국방(X-대역 군용) 및 선박, 위성통신 레이더의 성능을 높이는 데 크게 기여하고 핵심기술 자립화에 큰 도움이 될 것으로 보인다.

ETRI RF/전력부품연구실 임종원 박사는 “ETRI의 설계기술과 ㈜웨이비스의 공정 기술을 접목해 고성능 송수신 칩 3종을 국내 최초로 개발했다. 이번 기술이 군수용 레이더와 위성 핵심 부품의 국산화에 이바지하길 기대한다”라고 밝혔다.

㈜웨이비스 최윤호 CTO도 “질화갈륨 반도체 양산이 가능한 국내 인프라를 바탕으로 군수용 핵심 부품을 자립화할 수 있는 기반을 마련했다. 향후 안정적인 시스템 개발과 실전 배치에 큰 도움이 될 것이다”라고 말했다.