디지털 위상변위기 MMIC 패키지 세계 첫 개발

산간 벽지에서도 깨끗한 화질을 보장하는 전자식능동안테나의 핵심부품이 국내연구진에 의해 개발됐다.

한국전자통신연구원(ETRI) 다중위성수신안테나연구팀(팀장 표철식)은 능동안테나 시스템의 필수 핵심소자인 디지털 위상변위기 MMIC(고주파 단일집적회로)를 패키지 형태로 개발했다고 14일 밝혔다.

ETRI가 개발한 능동안테나는 12GHz대역의 직접위성방송을 이동중에도 수신할 수 있게 해주는 안테나로 오는 2002년 3월부터 제공되는 디지털 위성방송의 서비스 확산과 보급에 크게 기여할 것으로 전망된다.

이번 개발은 능동안테나 관련 벤처기업인 에이스테크놀로지와 사라콤, 토바텔레콤, 하이게인안테나 등과 공동으로 시험했으며 앞으로 이기업들이 상업화할 예정이다.

위상변위기 MMIC는 전자식 능동안테나의 핵심부품으로 현재까지 미국 트라이퀸트사, 유럽 UMS, 샌더스 등 선진 3사에서만 칩을 개발했을 뿐 패키지 단계에는 이르지 못했다. 특히 이번에 개발한 능동안테나의 핵심 부품은 패키지를 하려면 성능이 떨어지는 단점 때문에 그동안 많은 기술진들이 시도했으나 실패했었다. 

그러나 ETRI가 이번에 칩과 패키지의 설계기술을 모두 개발, 구현함으로써 전자식 능동안테나 산업에서 유리한 고지를 선점할 수 있게 됐다.

ETRI는 이번 디지털 위상변위기 MMIC가 상용화가 당장 가능한 수준의 저삽입손실, 저입출력 궤환손실 등의 특성을 보였으며 50ns(나노세컨드, 100만분의 1초)의 스위칭 속도로 5비트의 디지털 제어특성을 가졌다고 설명했다.

특히 ETRI는 위상변위기에 사용되는 디지털회로와 아날로그 회로부분까지 단일칩화, 패키징을 마쳤다. 현재까지 미국 트라이퀸트사만이 단일칩화 단계까지 성공한 것으로 알려졌다. 또한 칩설계에 가변회로망 방식의 설계기술을 적용해 기존의 칩면적을 15.6㎟에서 8.1㎟까지 49%나 줄여 한 개의 갈륨-아세나이드 웨이퍼에서 더욱 많은 수의 MMIC를 양산하게 함으로써 기존 선진국 업체들보다 경쟁력을 갖도록 했다.

ETRI의 기술로 양산되는 최첨단 MMIC의 가격은 기존 칩의 20%에 불과하고 이는 전자식 능동안테나 가격이 25%-35% 인하할 수 있다. 이에따라 기계식 능동안테나와 경쟁할 보급형 전자식 능동안테나의 개발이 가능하고 안테나가 훨씬 작아지고 저렴해져 널리 보급될 경우 차량, 기차, 비행기 등 교통수단과 산간벽지에서도 디지털 위성방송을 즐길 수 있게 됐다.

디지털 위상변위기 MMIC가 국내에서 양산될 경우 2002년 400만달러 이상의 국내시장을 창출할 수 있고 수천만달러 이상의 수출증대 효과를 가져와 능동안테나 분야에서 주요수출국으로 부상할 전망이다. 이와함께 칩 및 패키지설계와 관련된 주요핵심기술을 확보해 국내에서는 불모지나 다름없는 초고주파 통신소자 개발의 토대를 마련함으로써 인접분야에서의 시장창출 효과도 클 것으로 보인다.

표철식팀장은 "향상된 가격경쟁력과 뛰어난 성능으로 기계식 능동안테나를 대체하는 한편 더욱 소형화된 컴팩트 사이즈로 자동차용 안테나 등 위성수신 안테나의 신시장을 개척할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

한편 능동안테나는 기계식 능동안테나와 전자식 능동안테나로 나뉘는데 기계식이 안테나 위치를 모터로 조절해줘야 하는 반면 전자식은 위상변위기를 사용, 전자적인 방법으로 안테나위치를 위성 등에 꼭 맞춘 것과 같은 효과를 낸다.

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