최근 몇 년간 정보통신 분야는 괄목할만한 속도로 성장 발전하고 있으며, 이는 선진 각국들이 21세기를 대비하여 개발비 중 80% 이상을 정보통신 분야에 투자하고 있어 2000년대의 주력산업이 정보통신 분야임이 입증되고 있다. 또한 국내 통신산업이 커지면서 새롭게 부상하는 부품산업의 하나가 이동통신부품이다. KMW는 국내 통신 부품산업을 선도해온 리딩 컴퍼니이며, 알아주는 유망중소기업으로 이동통신 시스템발전에 크게 일조하고 있는 회사이다. KMW가 추진하고 있는 주요 산업과 그 동안의 업적들에 대하여 살펴보았다.
최근 이동통신, 위성통신 등 통신시스템의 급속한 발달과 더불어 마이크로파대에서 이용될 수 있는 통신기기의 개발이 시급히 요구되고 있다. 더우기 주파수자원의 활용범위가 고주파 광대역화되어 감에 따라 새로운 부품의 개발이 대두되고 있다. 그중 페라이트 자성체를 이용한 마이크로파 부품은 가용주파수 대역을 고주파화 및 광대역화할 수 있으므로 이동통신, 위성통신 시스템 등에 활용가능성이 새로이 제안되고 있다. 본 고는 자성체를 이용한 마이크로파 부품들인 칩인덕터, 박막인덕터, 정자파소자, 위상변위기 등의 개발현황에 대해 조사분석한 것이다.
이동통신 및 위성통신 분야에 있어서 무선통신기술은 무선환경에서 신호를 보내고 받는 기능을 수행하는 중요한 분야이다. 이러한 무선통신 분야에서 송수신단을 구성하는 송수신 부품은 RF 시스템의 성능을 좌우한다. 특히, 위성통신 분야에서 신뢰성을 획득하기 위해서는 고집적화와 소형화를 통한 경쟁력 확보가 필수적인데 이를 위한 기술이 MMIC이다. MMIC 기술이란 반도체 공정을 이용하여 RF 부품을 설계하고 제작하는 기술로써 본 고에서는 MMIC 기술 소개와 이동통신 및 위성분야에서의 MMIC 기술 동향과 개발 현황, 앞으로의 전망을 개괄적으로 서술하고자 한다.
현대의 이동통신 시장은 제3세대를 맞이하여 cellular에서 PCS(Personal Communication System) 그리고 IMT-2000으로 점차 광대역 서비스를 위한 하드웨어 및 소프트웨어가 발전하고 있다. 이러한 시스템을 구성하는 부품 중에서 신호를 송수신하는 부품은 전력소모와 소형화를 위한 노력이 지속적으로 진행되어 왔으며 hybrid 상태에서 점차적으로 one chip형태의 집적회로, 즉 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)에 대한 요구가 급격히 증가되고 있다. 특히 이동통신단말기의 가장 고가의 RF부품인 전력증폭기의 요구사양이 우수한 선형성 및 전력효율이라는 측면에서 GaAs MMIC 기술이 주도적으로 쓰일 것이라는 면과 또한 여러형태의 이동통신이 더욱 높은 주파수대역으로 이동함에 따라 관련시장의 폭발적인 발전이 예상되고 있다. 전략 분석가인 Stephen Entwistle은 1999년의 GaAs IC시장의 규모를 22.5억불로 평가하였으며, CIBC World Market의 Earl Lum은 24억불수준으로 평가하였다. 2004년에는 110억불 수준에 이를 것으로 예상되고 있다. 본 논문의 전반부에서는 최근의 MMIC시장의 동향을 최신 article을 참고로 하여 정리하였으며, 후반에서는 최근의 관련 워크샵의 내용 중 국내의 MMIC기술현황을 간추려 요약하였다.
이동통신 및 위성방송 등 마이크로파를 이용하는 통신수단의 증가와 더불어 통신용 기지국 및 단말기의 수요가 급증함에 따라 마이크로파 대역에서 동작하는 부품의 중요성이 부각되고 있다. 따라서 이들부품중 무선주파수대역에서 동작되는 박막형 유전체 소자 및 적층 소자들의 종류와 특성 및 기술개발 현황에 대해서 알아보았다.
위성통신, 이동통신 등의 통신 시스템의 보급이 활발해짐에 따라 통신용 부품의 기술 개발이 한층 시급해지고 있다. 본 고에서는 이동통신용 단말기 및 기지국 RF 회로의 필수적인 부품인 아이솔레이터, 서큘레이터 등에 사용되는 기본 재료인 페라이트의 재료적 성질, 제조 공정 및 각국의 기술 현황에 대해 알아보고자 한다.
이동통신기술의 급격한 발달로 고주파회로의 packaging과 interconnect 기술의 고성능화 와 저가격화에 대한 새로운 도전이 요구되고 있다‘ 대부분 기존의 무선통신 부품은 P PCB(Printed Wiring Board)기술을 활용하고 있으나 이러한 기술이 점차로 고주파화되는 경 향을 만족시킬수 없어 새로운 고주파 부품기술이 요구되고 있는 실정이다 .. RF 회로를 구성 하기 위하여 PCB소재의 환경적, 치수안정성 문제를 극복하기 위하여 L TCC(Low T Temperature Cofired Ceramics)기술이 최근 주목을 받고 있다. 차세대 이동통신 기술은 수십 GHz 이상의 고주파특성이 우수하고, 고성능의 초소형의 부품을 저가격으로 제조할수 있으며, 시장의 변화에 기민하게 대처할수 있는 기술이 요구되 고 있으며, 이러한 기술적 필요성에 부합할수 있도록 LTCC 기술이 제안되었다. 이러한 C Ceramic Interconnect 기술은 높은 신뢰성을 바탕으로 fine patterning 기술과 저가의 m metallizing 기술로 가능하게 되었다. 초고주파 통신부품기술은 미국과 유럽 등을 중심으로 G GHz 대역또는 mm wave 대역의 기술에 대하여 치열한 기술개발 경쟁을 벌이고 있으며, 이 러한 고주파 패키징 기술을 바탕으로 미래의 군사, 항공, 우주 및 이동통신 기술에 지대한 영향을 미칠수 있는 기반기술로 자리잡을 전망이다. L LTCC 기술은 기존의 후막혼성기술에 비하여 공정이 단순하고 대량생산이 가능하고 가 격이 비교적 저렴하다. 또한 다층구조로 제작할수 있고, 수동소자를 내장할수 있어 회로의 소형화와 고밀도화가 가능하다. 특히 무선으로 초고속 정보를 처리하기 위하여 이동통신기 기의 고주파화가 빠르게 진행됨에 따라서 고분자재료에 비하여 고주파특성이 우수할뿐아니 라 환경적, 치수안정성이 우수한 세라믹소재플 사용함으로써 고주파 손실율을 저감할 수 있 다 .. LTCC 기술은 후막회로 기술과 tape dielectric 기술이 결합된 기술이다. 표준화된 소재 와 공정기술을 활용하여 저가격으로 고성능소자플 제작할 수 있으며, 전극재료로서 높은 전 도도를 갖고 있는 Ag, Cu, Au 및 Pd! Ag릎 사용함으로써 고주파 손실을 저감시킬 수 있다. L LTCC 기술이 최종적으로 소형화, 고기능 고주파 부품기술로 지속적으로 발전하기 위하여 무수축(Zero shrinkage) 소성기술, 광식각 후막기술 등이 원천기술로서 확립될 수 있어야 하 며, 특히 국내의 이동통신 기술에 대한 막대한 투자에도 불구하고 차세대 이동통신 부품기 술에 대한 개발은 상대적으로 미흡한 실정이므로 국내에 LTCC 관련 소재공정 및 부품소자 기술에 대한 개발투자가 시급히 이루워져야 할 것으로 판단된다. 본 발표에서는 지금까지 국내외 LTCC 기술의 발전과정을 정리하였고, 현재 이 기술의 응용과 소재와 공정을 중심으로한 개발현황에 대하여 조사하였으며, 앞으로 LTCC가 발전 해야할 방향을 제시하고자 한다.
이동통신 및 위성방송등 마이크로웨이브를 이용하는 통신시스팀의 보급이 활발하게 진척됨에 따라 마이크로웨이브 대역에서 동작하는 부품의 산업적 중요성이 부각되고 있다. 여러가지 고주파통신용 부품들 중에서 유전체공진기를 이용한 RF 및 마이크로웨이브 필터와 진동자는 이들 부품의 소형화에 크게 기여하고 있다. 본 분석에서는 유전체 공진기의 소재로 이용되는 마이크로웨이브 세라믹스 및 그 응용부품의 발전과정을 간단히 살펴보았다. 또한 마이크로웨이브 유전체 소재에 대한 특성변수의 중요성을 검토하고, 세라믹 소재기술에 대하여 살펴본 다음 향후 고주파필터 부품개발과 관련한 마이크로웨이브 세라믹스 개발방향을 제시하였다.
RF 부품의 설계는 이용분야에 따라 그 설계법 및 제조공정이 달라지게 된다. 상업적인 이용분야에서는 대량생산 및 저가격화를 목적으로 하는데 반해, 통신위성 및 군사분야 등에서는 고신뢰도 및 고성능을 요구하게 된다. 그동안 국내의 RF 기술은 기본적으로 이동통신 및 위성방송수신기 등의 상업적인 분야에 치중되어 왔기 때문에 높은 신뢰도를 요구하는 위성중계기용 RF 설계기술의 기술수준은 선진국에 비해 매우 낮은 수준이다. 2005년도에는 국내에서 독자적으로 개발되고 있는 중계기를 탑재하는 통신위성이 발사될 예정이므로, 현 시점에서 높은 신뢰도를 갖는 위성중계기용 RF 부품의 설계법 및 제조공정 등을 살펴보는 것이 필요하리라 판단된다. 따라서 본 고에서는 높은 신뢰도를 갖는 위성중계기용 RF 부품의 설계 및 제조공정에 대하여 고찰한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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