5G(5세대 이동통신) 시대가 개막됨에 따라 이에 필요한 반도체 소재도 실리콘(Si) 계열에서 갈륨비소(GaAs) 계통으로 이동하면서 수요가 크게 늘어날 것이라는 전망이다.
반도체관련 시장조사회사 트렌드포스는 8일(현지시간) 발간한 조사보고서를 통해 5G의 급속한 보급과 부품의 기능적 요구사항에 맞춰 RF(무선 주파수, Radio Frequency) 부품 제조사들이 점차 GaAs칩을 주요소재로 채택할 것으로 전망된다고 밝혔다.
특히 4G LTE에 비해 5G는 RF(무선통신에 필요한) 부품 수가 2배 이상 소요되기 때문에 2020년부터 본격화될 것으로 예상되는 GaAs 소재 RF부품 시장에 새로운 모멘텀(성장기)이 될 것으로 보인다고 덧붙였다.
이는 4G와 5G 시대에는 고전압, 고온 및 고주파수에 견딜 수 있는 RF부품을 요구하는 특성으로 인해 HBT(헤테로 접합 바이폴러 트랜지스터)나 CMOS(상보형금속산화반도체) 등 실리콘(Si)계 반도체는 수요가 급격하게 줄어들 것이라는 의미다.
따라서 RF 관련 부품 제조업체들은 무선통신에서 초고주파 발신 애플리케이션에 특히 적합한 것으로 알려진 갈륨비소 화합물 반도체에 눈을 돌리고 있다.
왜냐하면 반도체 내에서 전자가 이동하는 것을 간섭하거나 방해하지 않고 낮은 잡음과 고전압을 견딜 수 있는 것은 물론 Si계통에 비해 전자이동 속도가 높고 4G의 경우 주파수 대역이 이미 1.8GHz(기가헤르츠)~2.7GHz대로 전환된 까닭에 기존의 3G Si RF 부품은 더 이상 접합하지 않다는 것이다.
더군다나 5G 통신시장이 최근 급팽창함에 따라 사용 가능한 주파수의 범위가 4G를 훨씬 뛰어 넘는 3GHz~5GHz, 20GHz~30GHz까지 초고주파 대역을 사용, 기존의 RF부품으로 지원하기에는 한계가 있다.
현재 기술과 시장의 발전 속도를 감안할 때 GaAs 통신부품 IDM(종합반도체업체)의 2019년 매출은 중-미간 무역 분쟁의 영향으로 전년대비 8.9% 감소한 58억3500만 달러(6조8870억 원)에 그칠 전망이다.
그럼에도 불구하고 5G 통신의 개발은 단말기와 기지국 등 기반 시설에 사용되는 RF 구성요소의 숫자를 크게 늘리는 효과가 있다. 예를 들어 PA(전력증폭기)의 경우 3G에서는 2개가 사용됐다면 4G에서는 5~7개, 그리고 5G에서는 16개로 증가한다.
따라서 5G가 본격화되는 내년 GaAs 반도체 제조사와 소재 생산 기업들의 매출은 큰 폭의 성장을 기록하며 2019년 대비 11.3% 늘어난 64억3200만 달러(7조5930억 원)에 이를 것이라는 예측이다.
