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X-band GaN HEMT 기술

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기술개요

- GaN 전력소자 제작기술에 기반한 이동통신 핵심부품 개발 사업(사업명: 미세공정 화합물반도체 기반 밀리미터파 대역 5G 부품기술개발, 28GHz 지원 5G 기지국용 GaN 기반 공정 기술 및 RF 부품 개발)의 결과물인 “X-band GaN HEMT 기술”은 이동통신, 위성통신, 레이더 및 미사일 등 민/군수용으로 활용도가 높고 선진국에서의 기술 도입이 매우 어려워 자체적으로 기술 확보가 필수적인 민/군수용 무선시스템 송신부 전력증폭기의 핵심 기술 중의 하나임.
- 주요 기술이전 내용으로는 X-band GaN HEMT 소자 공정 기술 및 문서 등이 기술이전 내용에 포함됨.

기술이전 목적 및 필요성

- 본 기술이전에서는 이동통신, 위성통신, 레이더 및 미사일 등 민/군수용으로 활용도가 높고 선진국에서의 기술 도입이 매우 어려워 자체적으로 기술 확보가 필수적인 민/군수용 무선시스템 송신부의 핵심기술인 X-band GaN HEMT 기술을 기술이전을 통해 산업화시키기 위함임.
- 이동통신 및 레이더의 트랜시버에 필요한 X-band GaN HEMT 기술을 중소기업에 기술이전하여 중소기업의 수익 창출은 물론 원활한 부품수급이 이뤄지고 국가적 측면에서 기술도입이 매우 어려운 GaN HEMT 소자 기술에 대한 국익을 도모하기 위함.
- 1990년대 이후 전기 및 광소자의 응용 가능성이 보이면서 각국에서 중점적으로 연구를 하고 있으며 그 활용 분야가 광범위하다.
- 이동통신 기지국용 전력 증폭기 제작에 사용되는 전력소자는 현재 Si 기술을 기반으로 한 LDMOS가 주로 사용되고 있으나, 향후 고주파수 특성, 전력밀도, 전력효율, 선형성뿐만 아니라 다양한 환경에 적용을 위하여 필요한 온도특성, 내환경 특성 등이 우수한 GaN 등의 wideband gap 반도체 기술을 이용한 전력트랜지스터로 대체되어 발전하고 있는 추세임.

기술의 특징 및 장점

레이더, 유도무기 등 민/군수용으로 활용도가 높고 선진국에서의 기술 도입이 매우 어려워 자체적으로 기술 확보가 필수적인 민/군수용 레이더 및 탐색기의 핵심기술 중의 하나밈.

기술의 성숙도

단계 : 5

활용방안 및 기대성과

- 본 이전기술은 이동통신시스템 기지국의 송신기 전력 모듈, 레이더의 전력 모듈 등으로 활용되어, 이들 분야에서의 부품 기반기술 확보 및 시스템 기술 선도함.
- 고전력 GaN HEMT 소자 기술의 개발로 기지국/중계기용 전력소자의 수입대체 효과 및 제조원가의 절감으로 부가 가치를 극대화 함. 2009년 현재 국내 SK텔레콤은 이동통신 노후망 교체와 차세대 네트워크 초기 투자로 전년대비 25%늘어난 1조9000억원을 투자할 예정이며 LG텔레콤은 올해 일반기지국 320개 및 멀티모드 기지국 600개를 증설하고 2만여개 인빌딩 중계기 설치와 광중계기 증설 등 총 6,000억원의 투자를 집행할 예정임.
- 이러한 국내 시장에 기지국/중계기의 핵심부품인 전력소자는 전량 외국에 의존하고 있는바 3년 이내에 전력증폭모듈 시장의 10%까지 시장 점유를 달성할 것으로 예상됨.

기술이전 내용 및 범위

X-band GaN HEMT 기술
- 동작주파수 : 10 GHz
- 트랜스컨덕턴스 : > 250 mS/mm
- 게이트누설전류 : < 300 uV/mm
- 항복전압 : > 60 V
- X-band용 GaN HEMT 소자 Layout
- X-band용 GaN HEMT 소자 공정 Runsheet
- X-band용 GaN HEMT 소자 공정 실습 및 교육
- X-band용 GaN HEMT 소자 공정 완료된 웨이퍼 1장
- 관련 기술문서