RFHIC CTO-CEO-Samuel Cho - David Cho

2020년 7월에 발행된 Microwave Journal(이하, MWJ)에 RFHIC 공동 창업자이자, CTO인 조삼열 회장과의 인터뷰(Executive Interviews)가 특집 기사로 수록되었습니다.

회장님께서는 1999년 어떤 계기로 RFHIC를 설립하셨나요? 그리고 회사에 대해 어떤 비전을 가지고 계셨는지요?

RFHIC Corporation은 Radio Frequency Hybrid Integrated Circuit의 약어로 1999년에 설립되었습니다. 대한민국 내 기지국, 케이블 TV, 인공위성, 군사용 레이더 분야에서 실리콘이 아닌 화합물 반도체(Compound semiconductor)소재인 GaAs(Gallium Arsenide, 갈륨비소)를 사용하여 보다 높은 효율을 갖는 새로운 반도체 부품을 제공하겠다는 의지로 시작하였습니다.

설립 초기에는 GaAs를 활용한 다양한 부품을 개발하였으며, 이후, 반도체적 성능이 뛰어난 GaN(Gallium Nitride, 질화갈륨)을 통신 분야에서 사용할 수 있도록 제품 개발 및 생산에 주력하였습니다. 우리 회사의 비전은 20년 전과 동일합니다. 그것은 바로 우수한 품질과 효율이 높은 RFHIC의 RF/Microwave 제품을 전 세계 고객들에게 저렴하게 공급하는 것입니다.

초기 통신시장으로 시작해서 GaAs와 GaN을 사용한 고출력 증폭기까지 제품을 어떻게 발전시켰는지 말씀해 주시면 감사하겠습니다.

 RFHIC는 GaAs를 활용한 케이블 TV, 중계기 및 기지국에 제품을 제공하는데 집중하였습니다. 그 후, GaN on SiC(Silicon Carbide, 탄화규소)를 통신분야에서 상용화하는데 성공하였으며, RFHIC가 개발한 GaN SSPA(Solid State Power Amplifier)를 방산분야의 고출력 레이더 체계에 적용하는 등 사용 분야를 계속해서 확장해 나아갔습니다. 고출력 GaN SSPA가 방산 및 산업 레이더 분야에서 다양하게 성공을 거둔 뒤, Lockheed Martin, Raytheon, Northrop Grumman, L3 Harris 등 세계 최고의 방산업체들과 협력하면서 RFHIC의 가치를 더욱 높일 수 있었습니다.

현재 RFHIC는 산업, 물리, 화학, 에너지 및 의료를 비롯한 다양한 분야에서 Heat/Plasma를 만드는 고출력 서브 시스템을 설계 및 생산하는 방향으로 사업 포트폴리오를 확장하고 있습니다. RFHIC는 트랜지스터(Transistor)에서부터, 모듈(Module), 서브 시스템까지 자체 설계 및 생산할 수 있는 기술을 보유하고 있습니다. 이러한 능력을 기반으로 고객의 요구에 맞추어 합리적인 가격으로 제품을 빠르게 제공할 수 있도록 One Stop GaN Solution을 제공하고 있습니다.

 회장님은 반도체 조립과 시험을 포함한 생산능력과 기술을 말씀해 주셨는데, RFHIC는 다른 회사와 다른 차별화된 전략과 기술이 있는지요?

 RFHIC는 세계에서 최초이자 유일하게 GaN을 디바이스 디자인부터, 패키지(Package), 서브 시스템까지 설계하고, 세계에서 가장 빠르게 생산할 수 있는 기술을 가지고 있는 회사입니다. 최근에는 기존 통신, 방산분야의 고객뿐만 아니라, 산업, 물리, 화학, 에너지 및 의료 분야의 신규 고객들에게도 주문 제작을 통해 합리적인 가격으로 빠른 GaN 솔루션을 제공하고 있습니다.

RFHIC 본사는 대한민국 경기도 안양시에 위치하고 있습니다. 본사에는 Die 부착, Wire 결합, 패키징 공정을 수행하는 생산 시설과 RF 시험 등을 자체 수행할 수 있는 설비 및 4등급 클림룸(Clean Room)을 가지고 있으며, 국제표준화기구(ISO)가 제정한 인증(ISO 9001, ISO 14001)을 취득하여 국제적인 서비스 품질을 제공하고 있습니다.

RFHIC와 경쟁사의 차이점은 RFHIC는 천문학적인 비용이 소요되는 Fab(Fabrication facility)을 제외한 반도체 칩 설계부터, 자회사를 통하여 패키지 제작 및 하드웨어의 설계와 판매를 전문으로 하는 팹리스(Fabless) 업체입니다. 팹리스 업체의 장점은 Fab 운용에 소요되는 비용을 절감하여 고객이 원하는 다양한 분야의 기술을 시험하고, 시험 결과를 토대로 고객이 원하는 최고의 제품을 제공하는데 활용할 수 있다는 것입니다. 그로 인해 새로운 시장에서 다양한 분야를 경험한 인적 자원을 더 많은 연구개발과 생산 자동화 및 영업, 마케팅 등으로 활용하여, 기존 통신, 방산을 비롯한 일반 산업분야에서 최첨단 미래산업(의료, 반도체 장비, 항공/우주 분야)까지 폭 넓은 고객들을 대응할 수 있는 장점을 가지고 있습니다.

회장님은 GaN 소재의 초기 지지자였는데, 해당 기술을 믿게 된 계기가 무엇인지요?

 RFHIC는 설립 초기부터 LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor), GaAs, GaN on Si(Silicon, 실리콘) 과 GaN on SiC 등 다양한 소재들을 가지고 연구할 수 있었습니다. 이러한 다양한 연구를 통해 소재에 대한 이해도가 높아졌고, RFHIC가 경쟁력을 유지할 수 있는 소재는 고성능을 구현할 수 있는 화합물 반도체라는 것을 알게 되었습니다. RFHIC는 향후 급격한 기술 발전으로 LDMOS를 비롯한 실리콘 기반의 메모리, CPU 반도체로는 고출력, 높은 주파수, 빠른 스위칭 속도 및 초고속 프로세서의 구현이 어려울 것이라는 것을 알고 있었습니다.

RFHIC는 RF/Microwave 산업 분야에서 후발주자였기 때문에 경쟁사들과의 차별화를 위해서는 10 ~ 20단계 이상 앞서가는 기술을 개발하기 위해 부단히 노력하였습니다. 그 당시 RFHIC는 GaN on SiC가 회사의 미래라고 생각하였습니다. GaN은 기존 실리콘 기반 LDMOS 또는 GaAs 소재와 비교하여 높은 항복 전압(Breakdown voltage)와 빠른 포화속도(Saturation velocity)를 유지할 수 있는 폭 넓은 밴드 갭을 갖는 반도체 소재입니다. 특히 SiC는 탁월한 방열 특성을 통해 작은 크기에서도 열을 보다 빠르고 효율적으로 배출할 수 있습니다. 이러한 GaN on SiC는 사용 주파수에 제한이 없습니다.

2017년도 E6(Element Six)로부터 GaN Diamond IP를 구매 후 2019년 보스턴에서 개최된 2019 IMS(International Microwave Symposium)에서 GaN on Diamond Transistor를 공개했습니다. Diamond에 GaN epi 형성 방식과 과정을 설명해 주시면 감사하겠습니다.

 우리는 GaN이 다양한 RF/Microwave 분야에서 사용되는 주목받는 소재라는 것을 잘 알고 있습니다. 그러나 RFHIC는 3 ~ 4년 이내에 GaN on SiC로는 방산, 산업, 물리, 화학, 에너지 및 의료분야에서 요구하는 고출력 시스템에 적용하는데 물리적인 한계에 부딪힐 것으로 판단하였습니다. 그래서 RFHIC는 새로운 GaN on Diamond를 개발하기 시작하였습니다. Diamond는 SiC와 비교하여 5배 이상 높은 열전도성을 가지고 있어 GaN 디바이스 보다 높은 온도에서도 안정적으로 동작온도를 유지시켜 주며, 특히 신뢰성과 성능을 크게 향상시켜 줄 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해 최첨단 사업인 위성체, 군사용 재밍(Jamming), Microwave를 이용한 무선전력전송을 비롯하여 전투기, 군함, 최첨단 레이더, 첨단 가속기, 드론, 로봇 등의 높은 효율이 요구되는 최첨단 분야에 가장 적합한 기술입니다.

RFHIC의 GaN on Diamond epi 제작 과정은, GaN epi Wafer를 만들고, GaN 표면을 보호하기 위해 상단에 온도 Carrier를 부착합니다. 온도 Carrier가 부착된 후 여러 차례 연마 및 에칭 기술로 기판 및 버퍼 층을 제거합니다. 기판 층이 완전히 제거된 면에 Diamond Seed 층을 형성시킨 후, CVD 공정을 통해 다결정 Diamond가 epi wafer 후면에 생성되도록 합니다. Diamond의 CVD 공정이 완료되면, Diamond 기판 후면은 epi wafer의 특성을 향상시키기 위해 연마 공정을 거치게 됩니다. 마지막으로 온도 Carrier를 제거하면, 파운드리 공정을 위한 GaN on Diamond epi Wafer가 생성됩니다. 저희는 성공적으로 샘플을 생산하여 일부 고객사에 제공하였으며, 현재 기술을 미세 조정하는 과정에 있습니다. 이러한 조정은 앞으로 1년 안에 완료되어 양산으로 이어질 수 있을 것으로 예상됩니다. RFHIC는 이러한 Diamond 기술을 활용하여 기존의 Silicon 반도체의 열을 제거하기 위한 코팅 및 PV Nano 코팅 기술을 확보하여 고효율 태양전지, 고용량 배터리에 적용을 위한 연구개발에도 확대해 나갈 계획입니다.

RFHIC가 공급하는 GaN on SiC 제품들과 다른 경쟁사가 공급하고 있는 제품들과 어떠한 성능 차이가 있나요?

 RFHIC가 GaN on SiC Wafer를 파운드리 회사에서 공급받고 있지만, 그 이후의 모든 설계 및 생산 공정은 자체적으로 진행되고 있습니다. RFHIC는 2017년도에 국내 RF/Microwave용 Hermetic Package 전문 업체인 메탈라이프(Metal life)를 인수하였습니다. 메탈라이프 인수를 통해 RFHIC는 좋은 품질의 제품을 보다 경쟁력 있는 가격으로 고객들에게 제공할 수 있게 되었습니다. 또한 RFHIC는 파운드리 협력사들과, 기존의 고객사를 비롯하여 5G를 포함한 다양한 분야의 신규 고객들이 요구하는 고출력, 고이득(Gain), 고효율 제품을 공급하기 위한 방안을 다수 준비하고 있습니다. 고객이 요구하는 사양에 맞춘 제품을 2 ~ 3주 내에 개발하여 공급하는 시스템을 확보하고 있어, RFHIC가 시장을 확대하는데 큰 힘이 되고 있습니다.

다른 GaN 트랜지스터 경장사들과 달리, RFHIC는 새로운 분야로 레이더 및 산업용을 위한 kilowatt 증폭기를 개발하였습니다. 해당 전략이 성공적이라고 생각하시는지요?

 RFHIC는 경쟁사인 해외 대기업과 비교해서 아직 중소기업입니다. 따라서 경쟁력을 갖추기 위해서는 차세대 레이더, 일반 산업, 물리, 화학, 에너지 및 의료 분야에서 필요한 고출력 서브 시스템을 생산하는 방향으로 사업 포트폴리오를 확장하고 가격 경쟁력 확보와 큰 고객들을 직접 접촉하는 것이 최선이라고 생각하고 있습니다.

그리고 주요 시장에서 주도권을 잡기 위해서는 레이더와 산업, 물리, 화학, 에너지 및 의료 분야의 장비를 만드는 업체들이 초기에 직접 관심을 갖도록 하는 것이 중요합니다. 왜냐하면 이러한 업체들은 새로운 시스템을 개발할 때 기존 공급자로부터 제공받는 제품을 사용하는 경향이 있기 때문입니다. 저는 RFHIC가 세계 최초로 수 KW ~ 수 백 KW 서브 시스템에 GaN 디바이스를 제공하는 회사가 될 수 있다는 확신을 가지고 있습니다. RFHIC는 고출력 RF/Microwave 산업 분야에서 세계 표준화를 만들고 이 분야에서 선도적이고 지배적인 위치를 갖게 될 것입니다.

RFHIC의 고객들은 특화된 Vertical 통합 솔루션을 제공받는 것에 대해 매우 만족해하고 있습니다. RHIFC는 이러한 노력으로 고객들에게 더 큰 가치를 제공하고, 더 큰 그림을 그릴 수 있게 도와주며, 시장 및 최종 고객에게 보다 빨리 제품을 공급할 수 있게 지원해 줄 것입니다.

현재 RFHIC가 서비스를 제공하는 주요시장 및 지역은 어디인지요?

 현재 RFHIC의 주요 사업분야는 5G 통신용 무선 인프라, 군용 레이더, 산업용 레이더(기상 레이더 등), 인공위성, 물리, 화학, 에너지 및 의료 분야의 증폭기와 고출력 서브시스템 입니다.

통신 분야의 매출이 상당한 비중을 차지하고 있지만, 방산과 RF 에너지 분야의 매출도 몇 년 안에는 더 크게 확장될 것이라고 생각합니다. RFHIC는 미국 법인을 중심으로 북미, 핀란드 및 독일 지사를 중심으로 유럽, 본사 및 중국 지사를 중심으로 아시아 등 매우 광범위하고 다양한 고객 포트폴리오를 가지고 있습니다.

앞으로 어떤 시장과 어플리케이션이 성장을 주도 할 것으로 보시는지요? mmWave 어플리케이션에는 어떻게 공략하실 건가요?

 5G는 RFHIC의 성장을 이끄는 핵심 시장입니다. 또한 최근 몇 년간 군사/산업용 레이더 분야에서도 많은 발전이 있었으며, 많은 R&D 연구 결과가 양산으로 이어지고 있습니다. 저희는 RF/Microwave를 활용한 에너지 분야(이하, RF 에너지)가 크게 성장할 것이라고 예상하고 있습니다. 그 이유는 RF 에너지 분야의 고출력 어플리케이션에서 사용되고 있던 기존의 진공관 방식 시스템이 4차 산업혁명의 일환으로 SSPA를 활용한 반도체 방식의 시스템으로 교체되고 있기 때문입니다.

제 생각으로, mmWave는 한동한 틈새시장이 될 것이며, 초기 5G 시장은 6GHz 이하 대역이 될 것으로 보입니다. 그렇다고 RFHIC가 mmWave 제품을 제공하지 않는다는 것은 아닙니다. RFHIC는 mmWave를 위한 인프라 구축이 시작되면, 이 분야도 주도적으로 지원하게 될 것입니다.

RFHIC에서 가장 만족스러운 순간은 언제였나요?

 최근 RFHIC의 GaN 제품을 사용한 산업용 위성체가 우주 궤도로 발사되었을 때입니다. 위성 발사에 우리가 9년전에 개발하여 공급한 고효율 증폭기가 우주 환경에서의 다양한 실험을 위해 함께 올라갔습니다. 이를 통해 GaN 기술이 더 많은 분야에서 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 보여 주었으며, 미래를 더 가깝게 연결시키고 더 살기 좋은 세상을 만드는데 기여할 수 있다는 확신을 심어주었습니다.