- 통신기술의 발달과 더불어 주목받는 고주파반도체시장

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│정보통신 기술의 발달로 통신시장이 급속도로 성장을 하고 있으며 │
│Cellular, PCS를 거쳐 IMT-2000에 이르기까지 계속증가할 것으로 │
│예상되는 가운데 통신장비의 송수신기를 구성하고 있는 LNA(Law Noise │
│Amplifier), Mixer, Power Amplifier 등의 회로의 개발에 고주파 및 │
│고속 처리 반도체 신기술이 요구되게 되었다. │
│ │
│통상 고주파반도체라 함은 1㎓이상의 주파수 대역 신호를 고속처리 │
│할 수 있는 반도체소자를 통칭하며 2.5㎓를 기준으로 그 이하에는 │
│BiCMOS공정을 이용한 실리콘 반도체가, 그 이상의 주파수 대역에는 │
│갈륨비소(GaAs)화합물 반도체를 이용한다. │
│ │
│고주파반도체소자를 이용한 통신회로의 개발에 있어 소형화를 위한 │
│집적화가 필수적인데 이러한 기술의 일환으로 MMIC(Monolithic │
│Microwave Integrated Circuit, 단일칩고주파집적회로) 기술이 고주파 │
│반도체분야의 주요기술이라고 할 수 있다. │
│ │
│1980년대부터의 고주파반도체 분야의 특허출원 현황을 살펴보면 1990 │
│년대 들어 출원건수가 크게 증가하였으며 1990년대말부터 급격히 증가 │
│함을 알 수 있다. 이러한 특허출원의 증가세는 통신기술의 발전과 │
│관련시장의 성장에 힘입어 고주파반도체관련 기술의 선점을 위한 업체 │
│들의 경쟁이 가속화되고 있음을 의미한다. 따라서 앞으로 고주파 │
│반도체 산업을 육성하고 관련기술을 확보해 나가는 노력이 요구된다고 │
│하겠다. │
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○ 고주파 반도체 소자란 GHz대역에서 사용되는 반도체 소자를 말하는데
셀룰러폰, 셀룰러 인프라, PCS폰, PCS인프라, 무선호출기, 콘드리스폰,
WLAN, CATV, DBS, GPS, 위성통신 및 군용으로 사용되고 있다.

○ 반도체 분야의 주요 시장조사업체인 Dataquest사는 2002년까지 고주파
반도체 시장이 89억 달러에 이를 것으로 전망하고 있다. 이것은 지난
1993∼1997년 기간 동안의 성장에 비하면 상당한 감소이다. 향후
5년간은 경쟁이 좀더 심화될 것으로 보이는데 이것은 이 기간 동안에
일어날 것으로 보이는 역동적 변화에 편승할 수 있는 회사들에게는
기회를 제공하게 될 것으로 보인다. 이동통신 부문은 1997년부터
2002년까지 연간 7.6% 성장하여 51억 달러에 이를 것으로 전망된다.
코드리스 전화기 시장에서 디지털 전화기용 고주파 반도체 총 매출액은
1997년부터 2002년까지 연평균 19.7% 성장할 것을 예측되는 한편,
아날로그 코드리스 전화기에서의 고주파 반도체 총 매출액은 동 기간
동안 연간 9.6% 감소할 것으로 예상된다.

○ 고주파 반도체 시장은 경쟁이 심해지고 있다. 1993년부터 1997년
기간동안의 20% 이상의 고도 성장에서 1998년 한자리수로 떨어진
성장률은 2002년까지의 기간 동안에도 비슷한 성장을 보일 것으로
전망된다.

○ 1998년 이전에는 고주파 반도체 시장에 참여하는 거의 모든 회사가
고성장과 높은 이익을 낼 것으로 예상되었으나 시장이 지역적으로
확장되면서 대규모의 무선장비 및 부품 시장에 더욱 많은 업체들이
진입하여 더 낮은 가격의 솔루션이나 새로운 기술을 제공하고 시장의
성장률이 둔화됨에 따라 이 분야의 회사들이 과거와 같은 성장과
투자를 지속하기가 매우 어렵게 되었다. 예전에는 서너 업체가
핸드폰의 특정부문에서 설계에 채택되었지만 지금은 통합 추세로 한두
회사만이 그러한 기회를 가질 수 있어 경쟁압력을 가중하고 있다.

○ 향후 고주파 반도체 시장을 형성할 주요 경향은 다음과 같다. 셀룰러/
PCS 전화기의 RF부분의 설계를 단순화시키는 모듈 사용이 증가할
것이다. Dataquest사의 전망에 따르면 현재 비교적 모듈이 많이 사용
되고 있는 전력증폭기 부문은 GaAs MMIC (monolithic microwave IC)로
대체되고 50Ω정합망과 같은 수동부품들을 결합하는 모듈이 점차 더
사용되는 전환이 있을 것으로 보인다.

○ 무선전화기 설계에 있어서 성능은 강화하고 비용은 감소시키는 새로운
기술이 나타날 것으로 보인다. SiGe, SOI(silicon-on-insulator),
SOS(silicon-on-sapphire) 등의 기술이 경쟁하게 될 것으로 보이는데,
이러한 기술들은 전체 셀룰러 무선 부분을 하나의 칩에 구현할 수
있다고 여겨지고 있다. 문제는 이러한 능력을 대량생산의 실리콘 BiCMOS
솔루션이나 하이브리드 기술 솔루션과 경쟁할 수 있는 가격으로 제공
하는데 있다.

○ 2002년 말 무렵이 되면 특히 셀룰러/PCS 인프라스트럭처와 전화기에
있어서 디지털 무선 기술의 사용이 증가될 것으로 보인다. 이러한
경향으로 2GHz 이하의 RF설계에서는 실리콘과 CMOS의 사용이 증가할
것으로 보인다.

○ 상업적인 어플리케이션을 위한 2.5GHz 이상의 주파수 사용이 점차
늘어남으로써 고주파 화합물 반도체 기술 시장이 성장할 것으로 보인다.
Dataquest사는 2002년까지 무선 광대역 접속 시장에서의 고주파
반도체에 대한 시장 수요는 1억 6,600만 달러에 달할 것으로 전망한다.

○ 향후 고주파 반도체의 주된 시장은 디지털 휴대폰 용이다. 퀄컴,
LSI 로직, HP, 커넥선트 시스템(록웰) 등 세계 유수의 고주파 반도체
메이커들이 한국시장 공략을 강화하고 있다. 국내 자체 수요도 증가
하고 있지만 한국이 휴대폰 단말기의 대량 생산 기지이기도 하기
때문이다. 향후 새로운 시장으로 떠오를 IMT-2000이나 DTV, 셋톱박스도
한국이 주요 생산국가로 떠오를 전망이고, 또한 GPS나 IC 카드 등의
국내 시장도 만만치 않기 때문이다.

○ Dataquest사는 무선전화기가 다음과 같은 방식으로 진보할 것으로
생각한다. 전력증폭기는 계속 GaAs 기술쪽으로 이행할 것이며, MESFET,
PHEMT, HBT 등의 기술이 새로운 설계에서의 소켓 점유를 두고 경쟁할
것이다. 나머지 RF/IF부분은 BiCMOS 또는 SiGe 강화 BiCMOS 기술로
통합될 것이다. SiGe 강화 BiCMOS 기술의 월등한 주파수 응답 특성으로
인해 저전력 RF 솔루션이 가능해짐으로써 PCS 응용에서 우세하게 될
것으로 생각된다. 이러한 응용에 대한 대체 솔루션인 SOI 기술은 GaAs나
SiGe 강화 BiCMOS 기술에 비견할 만한 50GHz 주파수 응답을 갖는
고선형성/저잡음의 트랜지스터를 생산할 것이다. 장기적으로 보면
리시버의 이 부분은 혼합신호 RF/IF 부분과 디지털 기저대역 부분
사이의 인터페이스 역할를 하는 데이터 변환 부분을 포함하게 될 것이다.
기저대역은 혼합신호 CMOS 기술을 사용하여 계속 통합될 것으로 보인다.
SOI 기술을 사용하여 전력을 낮춘 솔루션이 5년 안에 나타날 것으로
보인다.

○ 고주파 반도체 관련 특허출원은 1990년도 초부터 꾸준히 증가하여
90년대 중반 이후 무선전화의 대중화와 더불어 급격히 증가하고 있다.
이는 93년부터 97년까지의 시장의 고도성장에 영향을 받은 것으로
보이며 이 분야에서 신기술 개발이 지속적으로 이루어지고 있음을
보여준다.

○ 우리나라에서는 삼성전자, 현대전자, LG종합기술원, LG전자기술원,
LG정밀, 대우전자, 한국전자통신연구원, 나리지온, 씨티아이반도체,
에이에스비, S&S 테크놀로지, 네오세미테크, FCI, 에피밸리, 마이크로
통신 등이 관련분야 사업을 하고 있는데, 기술개발 노력도 중요하지만
특허정보 조사 및 분석을 통하여 기술개발 방향을 정하고, 연구 및
투자를 통하여 확보된 기술을 철저히 관리하고 보호함으로써 기술
선진국들의 견제에 대비하는 것이 필요할 것이다.

* 첨부 : 표. 세계의 고주파 반도체 시장 규모

* 문의 : 심사4국 반도체1심사담당관실
김종진 사무관. 전화 042)481-5730