사업화 유망기술

C-/X-/Ku-대역 송수신 GaN MMIC 칩셋 기술

GaN MMIC 칩셋 기술

본 기술은 C-/X-/Ku-대역 송수신 GaN MMIC 칩셋 기술이다.

보유기관 : 한국전자통신연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

본 기술은 소자의 주파수 특성을 향상시키는 질화갈륨계 반도체 소자 제조방법에 관한 기술

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
반도체 채널저항의 전기회로 구성 방법 10-2020-0099525
전력 전달 능력 향상을 위한 게이트 단에 인덕터를 사용한 SPDT 스위치 10-2020-0099524
고 전자이동도 트랜지스터 및 그 제조 방법 10-2020-0091906

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 소자의 주파수 특성을 향상시키는 질화갈륨계 반도체 소자 제조방법에 관한 기술

- 질화갈륨계 HEMT내에서 발생하는 외인성(extrinsic) 지연 성분을 감소시키기 위해 보호막의 일부를 리세스 식각하여 에어갭층을 형성

- 게이트 전극과 2차원 전자 가스층 사이에서 발생하는 프린징 커패시턴스*를 감소시켜 더 높은 주파수에서 동작 가능한 질화물계 반도체 소자를 제조하는 방법에 관한 기술
* 코일에 전류가 흘러 자속 발생 시 자속이 코일 외부로 새어나가는 현상

대표도면

GaN HEMT 소자 설계공정

기술의 우수성

- 하나의 MMIC의 출력이 GaAs 10W 대비 GaN 30W 이상으로 3배 이상의 출력전력 특성 보유

- GaAs 약 30% 대비 GaN 40%로 우수한 효율 특성으로 시스템의 고도화 가능

- GaAs 150℃ 대비 GaN 250 ℃의 높은 채널온도 특성과 SiC 기판의 우수한 열전도 특성으로 인한 방열의 우수성 구현

기술의 차별성

- GaN 고출력증폭기 MMIC는 기존의 10W급의 GaAs 고출력증폭기 MMIC보다 큰 출력전력과 높은 효율 특성 보유

- 높은 채널온도 특성과 우수한 열전도 특성으로 방열의 우수성을 구현하여 전력 증폭 기술의 획기적 발전에 기여

- 현재 X 대역 고출력증폭기 MMIC 등 핵심 송수신 부품들은 수출제한 품목으로 지정되어 있어 국내 수입이 불가능한 상황으로, 해당 기술개발을 통해 기술자립 가능

활용분야

- 고출력 레이더(AESA 레이더, 함정용 레이더, 선박용 레이더 등)

- 기지국용 전력증폭기
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