[POWER COMPANY] 질화갈륨 RF반도체 `국내 유일기업`… 글로벌 깃발 꽂는다

입력: 2025-02-06 09:51 김영욱 기자

폰트

미국·일본 등 5개국만 양산 가능
웨이비스, 국내최초 국산화 성공
모듈 개발·양산 공정기술 내재화
팹 보유 등 종합반도체기업 '우뚝'
군사용레이더·우주항공 등 핵심
2028년 시장규모 7.5조 성장 전망
과거 프로젝트 순차적 양산 전환
국내 첨단무기체계 시장 입지 구축
X-대역 고출력 모델 부품 개발 박차
방공무기체계 핵심 MMIC 제작도
차세대 이동통신 등 사업영역 확대
인도 시장 강화… 이스라엘 등 확장

[POWER COMPANY] 질화갈륨 RF반도체 `국내 유일기업`… 글로벌 깃발 꽂는다

국내 유일의 질화갈륨(GaN) 무선주파수(RF) 반도체 전문기업 웨이비스 기술자들이 반도체 공정을 점검하고 있다. 웨이비스 제공

웨이비스

이동통신, 우주항공, 반도체, K-방산 등 우리나라의 미래를 짊어지고 갈 첨단 산업 분야최신 뉴스를 관통하는 기업이 있다. 국내 유일의 질화갈륨(GaN) 무선주파수(RF) 반도체 전문기업 웨이비스가 그 주인공이다.

◇대체 불가능한 첨단산업 핵심 부품 '질화갈륨 RF 반도체'= RF(Radio Frequency) 반도체는 무선 주파수 신호를 생성, 증폭, 변조, 전송, 수신하는 데 사용되는 반도체로 무선 통신 및 레이더 시스템에서 핵심적인 역할을 수행한다. RF 반도체의 차세대 핵심 소재로 급부상한 질화갈륨(GaN)은 기존 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs) 소재에 비해 높은 온도에서 운용이 가능하며,고주파수 대역에서 단위면적당 고출력과 고효율 특성을 가지고 있어 통신시스템 효율 개선 및 소형화에 적합하다.

이러한 장점 때문에 질화갈륨 RF 반도체는 고출력을 필요로 하는 군사용 레이더, 고주파용 통신시스템, 위성통신, 우주항공 등 첨단산업 분야에서 대체 불가능한 핵심 부품으로 그 중요성이 갈수록 커지고 있다. 첨단무기체계와 위성·우주항공 등 다양한 영역에서 질화갈륨 RF 반도체 수요가 증가하면서 관련 시장 규모는 연평균 13%씩 성장해 2028년에는 7조5000억원에 달할 것으로 전망된다.

하지만질화갈륨 RF 반도체의 연구개발(R&D)에 오랜 투자가 필요하고 제조 공정이 복잡해서 양산 시스템을 구축하는 데 어려움이 있다. 전 세계적으로도 안정적인 공급이 가능한 기업은 매우 한정적인 상황이라 세계 주요국이 질화갈륨 RF 반도체를 전략 핵심 물자로 지정해 수출을 통제하고 있을 정도다.무기용 목적이 아닌 민수 이동통신용 목적이라 해도 출력이 높거나 무기체계에 사용될 가능성이 있는 X-밴드와 같은 주파수 대역제품은 매우 엄격하게 수출을 통제하고 있다.

웨이비스 제공

◇국내 최초질화갈륨 RF 반도체 칩 양산 기술 국산화 성공… 양산 공정 100% 내재화= 웨이비스는 이처럼 극심한 공급 경색으로 인해 갈수록 글로벌 수급난이 심화되고 있는 질화갈륨 RF 반도체 시장에서 대안으로 떠오른 토종 기업이다. 전량 해외서 수입하던 질화갈륨 RF 반도체 칩을 국내 최초로 국산화에 성공한 이후 양산 역량까지 확보한 국내 유일 업체다.

웨이비스는10여 년간의 연구개발 업력을 기반으로 칩, 패키지트랜지스터, 모듈 개발 및 양산 공정 기술을 모두 내재화했으며, 팹(Fab)을 보유, 가장 핵심적인 성능을 좌우하는 칩에서부터 최종적인 응용제품 조립 단계까지 고객의 요구에 최적화할 수 있는 경쟁력을 보유하고 있다. 질화갈륨 RF 반도체 분야의 삼성전자라고 할 수 있을 정도로 종합반도체기업(IDM)의 면모를 갖춘 것이다.

기술 경쟁력도 뛰어나 주파수 응답특성과 단위 길이당 전력밀도, 전력효율 측면에서 글로벌 경쟁사와 동등한 수준의 칩 성능을 확보했고 시스템 소형화 및 원가 절감이 가능한 고집적 IMFET 제조 기술도 보유하고 있다.

차세대 유망시장인 위성, 항공우주 분야에 대한 역량도 갖췄다. 국내 국방 위성 송수신부 국산화 과제 수행을 통해 위성발사체에 적용되는 진동, 충격, 열주기, 열진공 시험을 성공적으로 진행한 경험이 있으며, 유럽우주국(ESA)으로부터 위성 모듈 제조공정 인증을 획득했다. 국방과학연구소(ADD)에 국내 위성급 규격 및 제조기술을 등재하기도 했다. 이러한 혁신 성과를 인정받아 방위사업청 '방산혁신기업 100', 중소벤처기업부 '소부장 강소기업 100'에 선정된 바 있다.

웨이비스 제공

◇질화갈륨 RF 반도체 기반 첨단무기체계에서 확고한 입지= 질화갈륨 RF 반도체 칩은 전 세계적으로 칩 양산 가능 국가가 미국, 일본, 대만 등 5개국에 불과할 정도로 진입장벽이 높은 고난이도 기술이다. 웨이비스는 다수의 화합물반도체 전문 연구인력과 수백억원의 투자, 국방과학연구소에서 수주한 질화갈륨 RF 전력증폭소자 공정개발 사업 수행을 통해 칩의 국산화를 이루어냈다.

질화갈륨 RF 반도체 칩, 패키지 트랜지스터, 모듈 개발 및 양산 공정 기술을 모두 내재화해서 기술, 생산, 가격면에서 모두 우위를 선점한 웨이비스는 이 같은 경쟁력을 바탕으로 국내 첨단무기체계 시장에서 확고한 입지를 구축, 다수의 개발 참여 사업들이 양산 단계로 전환되고 있다.

웨이비스는 2023년 344억원 규모의 함정용 다기능레이더 질화갈륨 RF 모듈 양산 계약을 체결하는 등 과거 개발 완료한 프로젝트들이 순차적으로 양산 사업으로 전환되고 있다. 또한, 지난해 11월 총 64억원 규모의 '차세대 방공무기체계 레이더용 X-대역 FEM(프론트엔드 모듈) 연구개발 과제' 수행업체로 선정됐다. 이번 과제를 통해 향후 3년간 질화갈륨 기반 X-대역 고출력 송수신 모듈의 FEM 핵심부품 개발에 나선다. 자체 보유한 양산 팹을 활용해 차세대 방공무기체계의 핵심 칩인 질화갈륨 MMIC(모놀리식 마이크로파 집적회로)를 개발함과 동시에 안정적인 국내 공급망을 확보한다는 계획이다. 질화갈륨 MMIC는 첨단 무기체계 내 다기능레이더 송수신부에서 핵심적인 기능을 수행하는 부품이다. 그러나 수출 규제 등으로 인해 해외 의존도가 높아 안정적인 공급망 확보가 절실한 상황이다.

웨이비스 제공

최윤호 웨이비스 CTO는 "X-대역 FEM은 방공 무기체계뿐만 아니라 항공, 함정, 유도 무기 등 다양한 차세대 무기체계에 적용될 수 있는 핵심 부품"이라며 "이번 과제를 계기로 향후 웨이비스가 참여하는 방산 무기체계 개발·양산 프로젝트가 확대될 것으로 기대한다"고 밝혔다.

웨이비스 제공

◇국내 X-밴드 상용화, 인도 시장 중심으로 해외 시장도 적극 공략= 웨이비스는 올해 차세대 레이더, 위성체 등 첨단무기체계에 많이 사용되는 X-밴드 대역(8~12㎓) 주파수를 상용화한다는 계획이다. 신규 주파수 대역 제품 개발을 통해 안티드론 및 차세대 이동통신 등으로 사업영역을 넓혀 현재 방산 중심인 매출 구조 다각화에 나선다.

2023년 진출한 인도 시장도 확대할 방침이다. 성공적으로 프로젝트를 마무리한 인도 최대 국영 방산 기업인 벨(Bel), 인도 안티드론 시스템 제조 기업인 어코드(Accord)와의 후속 프로젝트 개발에 나서 해외 매출 확대를 추진할 계획이다. 인도에서의 경험을 바탕으로 이스라엘, 튀르키예 등 신규 국가 진출도 적극 추진해 해외 매출을 끌어올린다는 계획이다.

김영욱기자 wook95@dt.co.kr

서울특별시 중구 새문안로22
☎ 02) 3701-5500
등록번호 : 서울 아01699
등록일자 : 2011.07.15
발행일 : 2000.03.03
발행인/편집인 : 박학용

[POWER COMPANY] 질화갈륨 RF반도체 `국내 유일기업`… 글로벌 깃발 꽂는다

이 시간 핫클릭

핫 이슈!