. ETRI 연구진이 ETRI반도체팹(FAB)에서 실험을 진행하고 있다.[ETRI 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 150나노 질화갈륨(GaN) 반도체 기술 국산화를 위한 파운드리 시범서비스가 본격 개시된다. 연구진이 기업을 도와 반도체칩 설계 키트 제공과 칩 제작을 도울 예정이어서 관련 산업의 활성화가 기대된다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 4일 과학기술정보통신부 ‘통신용 화합물반도체 연구 파운드리 구축사업’으로 개발한 150나노 질화갈륨 마이크로파집적회로(MMIC) 설계키트(PDK) 공개발표회를 개최했다고 밝혔다.

질화갈륨(GaN) 반도체는 차세대 반도체 핵심 소재·소자로 스텔스기의 에이사(AESA) 레이더, 6G 통신에 사용되는 등 많은 관심을 받고 있다. 기존 실리콘, 탄화규소 및 갈륨비소 반도체의 한계를 극복할 수 있는 대안으로 인정받는다. 최근 기술 전략물자화의 대표적 기술로 최첨단 무기에도 적용될 만큼 중요성이 주목받고 있다.

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

그동안 국내 화합물반도체 관련 기업들은 자체 칩을 만들기 위해서 외국 파운드리 업체에 의존했다. 설계 및 공정 등 개발 기간이 오래 걸려 시스템 검증 및 납기 등에 어려움을 겪었고 경쟁력이 떨어졌다.

ETRI 연구진이 화합물반도체팹에서 질화갈륨 웨이퍼 공정을 진행하고 있다.[ETRI 제공]

ETRI는 연구성과를 기반으로 K-방산 등 반도체 관련 기업을 적극적으로 지원할 예정이다. 칩 설계에 꼭 필요한 설계환경까지 만들어 배포해 줌으로써 칩 제작을 더욱 쉽게 도와주기로 했다.

파운드리 서비스를 제공하기 위해서는 공정에 맞도록 개발되어 고객들에게 제공되는 프로세스 설계키트(PDK)가 필수적이다. ETRI는 올해부터 기업에 시범서비스를 통해 무료로 본격 지원을 시작한다.

먼저 연구진은 멀티프로젝트웨이퍼(MPW) 서비스를 위해 4월 중 제안서 접수를 통해 4개 기업을 선정한 후 설계를 신청받아 하반기 1차 파운드리 서비스를 시작한다. 2025년과 2026년에도 각 4개 기업을 선정, 3년 동안 총 12개 기업에 대한 수요를 받아 칩 생산까지 무료로 책임지기로 했다.

ETRI 팹에서 제작된 4인치 GaN-on-SiC 웨이퍼.[ETRI 제공]

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.

방승찬 ETRI 원장은 “그동안 해외업체에 종속되어 있던 다양한 ICT 융합 애플리케이션에 적용할 수 있는 GaN 부품 공정의 자립화를 선도하게 됐다”며 “차세대 이동통신 및 레이다 등에 쓰이는 고출력 GaN 소자 국산화를 이룸으로써 수출 규제 대응 및 국제기술 경쟁에도 큰 도움이 될 전망”이라고 말했다.