모바일 기기용 RF 및 수동부품 개발동향

이동통신용 부품산업의 기술 동향RF 부품의 구성모바일 기기용 RF 부품은 베이스밴드 이전 단의 송수신의 모든 부품을 통칭한다. [그림 1]은 이동통신단말기의 RF 부품 구성도 이다. RF 부품의 주요 구성 및 역할에 대해 살펴보면, 안테나를 통해서 전파신호 및 전기신호로 변환이 되며 Duplexer를 통하여 송수신이 분리되는 과정을 거친다. 다음에 SAW 필터는 BPF(Band Pass Filter)라는 신호 여과 기능을 통해보다 정확한 신호를 얻어내고 LNA는 이러한 신호세기를 증폭해서 RF 트랜시버로 보낸다. RF 트랜시버는 전파 수신시 ‘Down Conversion’이 되고, 송신시는 ‘Up Conversion’이 된다. 송신시에는 PA(Power Amplifier)가 핵심 역할을 수행하는데 충분한 전력을 가진 신호를 송신할 수 있도록 전력을 증폭하는 기능을 한다.모바일 RF 부품의 국내 시장 및 개발 현황KETI(2004)는 ‘유망전자기기 부품 현황 분석’을 통해 각 부문별 국내 업체의 현황과 규모를 추정한 바 있다. 우선 모듈화가 급속히 진행되고 있는 FEM 시장에 있어서 업체별 점유율을 보면, ASM 시장에 있어서 LG 이노텍과 삼성전기가 각각 0.5%, 0.3%의 비중으로 전세계 8, 9위 업체에 위치하고 있는 것으로 나타났고 AS+RX 모듈 시장에서는 삼성전기가 1.0%에 해당하여 전세계 8위에 해당하는 것으로 나타났다(KETI, 2004). 안테나 시장의 경우에는 2000년까지 국내시장의 50% 이상을 차지하던 외국업체의 비중이 국내 안테나 3사의 국내 시장 확대로 2003년 20% 수준으로 확대됐으며, 주요 생산업체로는 에이스테크놀로지, SB텔콤, EMW 안테나가 국내 시장의 73%, 외산이 22%, 기타업체로 한국안테나, 코산아이엔티, 케이세라 등 20여개 업체가 5%를 점유하고 있는 것으로 나타났다(KETI, 2004). [표 1]은 RF 세부 부품별 개발 동향 및 주요 업체 현황을 나타냈다.부품별 기술 및 시장동향TCXOTCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator)은 휴대전화 등에서 온도변화와 상관없이 안정된 주파수를 출력하는 기준주파수 발진기이다. 세라믹 패키지 내부에 IC 칩을 설치하고 Flip Bonding 또는 Wire Bonding 방법으로 회로를 연결한 후에 준비된 X-tal을 상부에 실장하여 결합한다.쪾기술 수준 제고TCXO의 핵심자재는 X-Tal과 IC로서, X-Tal은 자체제작 가능하나, X-Tal의 자재인 Blank와 TCXO용 IC를 수입에 의존함에 따라 일본 업체에 대한 의존도가 높다.X-Tal용 Blank 가공(절단, 연마, 측가, Bevel)기술은 선진국 대비 SMD 소형 Blank 가공기술 부족하고 고주파 및 고정도 X-Tal Blank 가공 기술 확보가 필요하다.쪾TCXO 세계 시장 규모 추이 및 예측향후 NOKIA의 TCXO 채용하지 않을 계획이다. 단말기가 증가추세에 있고, 온도보상회로 트랜시버 IC의 직접화가 활발히 진행하기 때문에 휴대 전화에 있어서의 TCXO의 채용 비율은 크게 증가하지는 않을 것으로 예상이 된다.SAW 필터SAW 필터는 고절연성 기판(압전기판)상에 금속전극을 형성한 것으로 필요한 주파수만 선택해 전달하는 기능을 대역통과필터(BPF: Band Pass Filter)이다. 압전체 기판 위에서 금속전극을 이용해서 변화기(IDT: Interdigital Transducer)를 배치시킴으로써 전기적인 신호를 표면탄성파로 변환시켜 보내고, 다시 표면 탄성파를 전기적인 신호로 변환하는 과장에서 일정 대역의 주파수를 걸러주는 여파기 역할을 수행한다.시장 전망쪾세계시장SAW 필터의 2004년 세계 시장은 수량기준으로 19억 개며, 금액기준으로 494억 엔에 달한다. 2005년에는 수량기준으로 전년대비 15.8% 증가한 22억 개, 금액기준으로 517억 엔으로 수요가 예상된다. 향후 Cellular 단말기 SAW 필터의 수요 전망에 관해도 Cellular 용 칩셋의 성능 향상, 모듈화, 2 in 1 등의 멀티 칩 제품의 증가 등 원수 감소가 진행할 것으로 전망된다.SAW 필터의 성장 분야는 Duplexer나 SAW 필터 탑재 모듈 등 고부가가치 제품으로 수요 이동중이다. 그러나 이들 용도가 SAW필터 사용 원수를 올리는 효과는 한정적인 것이며 또한 그 제품개발이나 수요 개척을 위한 장애물이 매우 높다.SAW 필터는 세계시장을 기준으로 년 평균 9% 정도의 성장을 이룰 것으로 예상되고 있으며, 이동통신단말기 시장이외에 TV등 영상용 제품, Bluetooth 및 Wireless LAN 시장의 확대가 예상돼 시장은 지속적으로 성장할 것으로 전망된다.쪾 국내 시장SAW 필터 국내 시장은 2000년 휴대전화 수요 급증으로 호황을 맞이하였으나, 2001년 휴대전화 시장의 성장률 둔화, 업체의 생산시설 증설로 공급과잉에 따른 가동률 저하, 급격한 판가 하락, 초소형 및 복합화 신제품 출시 지연 등으로 현재 어려움을 겪고 있는 실정이다. 수량으로는 지속적으로 4%대의 성장이 예상되는 반면에 금액으로는 2003년까지 역성장을 거듭해왔으나, 2004년 이후부터는 판가 인하의 둔화와 더불어 듀플렉서 등의 고부가가치 복합화 제품의 출시로 다소 성장세가 회복될 것으로 전망된다.국내사장의 대부분은 Epcos 등 회국업체가 주도하고 있으며 국내에서 생산 및 판매하는 업체로는 IF SAW 필터를 중심으로 하는 LG이노텍과 RF SAW 필터를 주력으로 하는 삼성전기, KEC 등이 있으며 기지국 등 특수용 SAW 필터에 주력하는 ITF, 쏘닉스, 씨테그 등이 있다.내장형 안테나내장형 안테나는 단말기 외부에 부착되어 있던 안테나를 단말기 내에 설치함으로써 기기의 소형화가 가능하고, 사용의 불편함을 줄일 수 있다. 또한 낮은 SAR 값을 얻을 수 있고 저가의 안테나 개발이 가능하지만, 외장형 안테나에 비하여 대역폭이 좁고 효율이 떨어지며 사용자의 Hand effect가 크다.쪾내장형 안테나 세계 시장 규모 추이 및 예측GSM에 있어서의 채용율은 상한 근처까지 달하고 있지만, CDMA나 PDC에서의 채용이 확대되고 있고, 휴대전화의 생산대수가 상승세로 옮겨가고 있어, 시장 확대 가능성이 높다.2004년에 있어서의 내장 메인 안테나 시장 규모는 수량 기준으로 전년대비 138.2%의 3억 6,900만 개, 금액 기준으로는 129%의 206억 6,400만 엔으로 대폭적인 증가가 전망된다. 채용율이 높은 GSM에 대하여 모토로라나 삼성에 있어서의 내장 안테나의 채용율은 아직 낮고, 성장 가능성은 높다. 2008년이면 내장 메인 안테나의 시장 규모는 수량 기준으로 5억 7,890만 개, 금액 기준으로 266억 2,900만 엔으로 확대될 것이 예측된다.RFICRF 부품 시장 규모는 크게 반도체와 비반도체 산업으로 구분하여 파악할 수 있다. JP모건의 이동통신단말의 원가구조 자료를 보게 되면, 전체 이동통신단말에서 RF 부품이 차지하는 비중이 16.7%정도인 것으로 나타났다. 이 중에서 수동부품, RF 필터 그리고 VCO 및 TCXO 등과 같은 비반도체 부품의 비중이 11.8%로 파워앰프, RF 트랜시버 및 스위치와 같은 반도체 부품의 비중이 5.0%로 아직까지 비반도체 부품 비중이 2배로 높게 나타나고 있다. 그러나 향후에는 RF 부품이 모듈화 및 고집적화됨에 따라 개별 단품으로서 수동부품 및 비반도체 부품이 축소되고 반도체 부품의 비중이 확대될 것으로 예상된다. 다음은 이러한 RFIC 시장의 규모를 이동통신시장의 대표적인 전망 기관이 Gartner(2004. 6)의 자료를 살펴본 것이다.반도체에서 RF 부품 비중이 다소 감소했으며 이러한 추이는 계속 나타나게 될 것으로 보인다. 다만 RF 반도체 시장의 규모는 21%의 성장률을 보여 2002년 43억 달러에서 2003년 51억 달러의 규모로 성장했음을 알 수 있다.2003년 기준 이동통신반도체 시장에서 약 36.8%를 차지하고 있는 RF반도체의 세부 부품별 구성을 보면 RF Transceiver가 전체반도체의 25.2%로 가장 높은 비중을 보이고 있음을 알 수 있다. Power Amplifier Modules의 경우가 그 다음으로 8.8%의 비중을 차지하고 있다. 반면, Power Amplifier IC의 경우 전년대비 -49.8%의 감소를 보이고 있는데 PAM으로 모듈화가 되고 있는 경향을 여실히 보여주고 있다. 다음으로 RF PLLs도 전년 대비 11.3%의 감소를 보이고 있는데 마찬가지로 RF Transceiver로 복합화가 진행되고 있는 추세를 반영한 결과라 할 수 있다.이렇듯 RF 부품의 모듈화 추세는 반도체 시장에서도 예외가 아니다. 특히 반도체 능동부품을 중심으로 핵심역량을 키워왔던 업체의 경우 수동부품의 모듈화 능력에 대한 기술력이 추가로 필요하다는 전제가 있다. 즉 반도체기술 이외에도 스위치, 듀플렉서, 필터와 같은 수동 부품에 대한 기술력을 보유하고 있어야 한다.결 론국가 경제 성장의 원동력으로써의 이동통신단말기 산업이 고부가가치형 생산구조로 전환되기 위해서 핵심부품의 경쟁력을 확보하고 나아가 단말기의 차별화 역량을 강화해야 한다. 최근 부품의 모듈화 및 원칩화 추세는 단품 기능의 흡수를 통한 고부가가치 모듈 제품을 양산할 수 있는 핵심 전문 기업을 육성하지 않으면 기존의 해외 부품 기업에 대한 의존성을 그대로 전이 확대할 위험이 있음을 의미한다.참고문헌[1] 이경남, ‘RF 부품 수요 및 산업의 변화’, 정보통신정책, 2005.[2] 김종규, ‘제 5회 전자산업동향 예보제’, 전자부품연구원, 2004.5.[4] 김종규, ‘이동통신 단말기용 안테나’, 전자부품연구원, 2005.11.[3] 유망전자기기 부품 현황분석, ‘SAW 필터’, 전자부품연구원, 2005.7.
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