무선 이동통신 고주파 필터용 LiTaO3 단결정 소재 국산화
한국광기술원이 무선 이동통신 고주파 필터용 4인치의 LiTaO3(리튬탄탈레이트) 단결정 잉곳 성장 기술개발에 성공했다.
LiTaO3 단결정 소재가 사용되는 표면탄성파(SAW) 필터는 스마트폰과 같은 모바일 통신기기 내에서 특정 주파수만을 선택하기 위한 부품으로 스마트폰 한기당 약 20~30개 이상이 사용되는 핵심 부품 중 하나다.
앞으로 무선 이동통신 네트워크 환경이 5G에서 6G로 발달함에 따라 LiTaO3 단결정 소재의 수요는 더욱 증가할 것으로 예상된다.
하지만 국내에서는 원천 소재부품인 LiTaO3 단결정 소재와 웨이퍼에 대한 제조 기술이 부재한 상태로 전량 수입에 의존하고 있으며 2000년대 초반 이후로 개발도 중단된 상태였다.
현재 LiTaO3 단결정 소재와 웨이퍼 분야는 일본의 Shin-etsu社, 스미토모社, NGK社와 프랑스의 Soitec社, 중국의 CETE社 등 해외 선진사가 세계 시장에 주로 공급하고 있다.
한국광기술원 광학렌즈소재연구센터는 초크랄스키 단결정 성장 기술을 통해 1,600℃ 이상의 고온에서 직경 4인치 크기의 LiTaO3 단결정 잉곳을 성장하는 기술을 확보했으며, 후속으로 직경 6인치 크기의 성장 기술을 개발하고 있다.
최주현 광학렌즈소재연구센터장은 “직경 6인치 크기의 LiTaO3 단결정은 해외 선진사도 도입 준비 단계에 있다”며, “확보된 직경 4인치 크기의 LiTaO3 단결정 성장 기술을 바탕으로 단기간에 선진사 수준의 직경 6인치 크기까지 기술력을 끌어올려 무선 이동통신 스마트 기기의 핵심 소재부품 분야에서의 국내 기술경쟁력 높이겠다”고 밝혔다.
한편 과학기술정보통신부는 2022년부터 나노 및 소재기술개발사업으로 무선 이동통신에 사용되는 고주파 필터용 소재부품의 국산화를 위해 LiTaO3 단결정과 이를 웨이퍼로 가공하여 표면탄성파(SAW) 필터를 제작하는 기술개발을 지원하고 있다.
/윤종채 기자 yjc@namdonews.com