0.5×0.5mm 칩 크기 유지하며 최대 40μW 구현…비파괴 검사·의료·센싱 활용 확대 기대
로옴(ROHM)이 공명 터널 다이오드(Resonant Tunneling Diode·RTD)를 사용한 2세대 테라헤르츠파 발진 디바이스를 개발했다. 로옴은 2세대 제품 샘플과 케이블, 평가 보드로 구성된 테라헤르츠파 디바이스 평가 키트 ‘RTD-EVK-G2’의 제공을 시작한다고 밝혔다.
2세대 제품은 1세대와 동일한 0.5×0.5mm 칩 크기를 유지하면서 고출력이 가능한 내부 구조를 적용해 발진 출력을 기존 대비 약 4배인 최대 40μW까지 높였다. 이에 따라 대상물을 투과하거나 반사한 뒤의 테라헤르츠파를 보다 쉽게 검출할 수 있어 높은 신호 품질이 필요한 센싱과 이미징 분야 등에 활용할 수 있다는 것이다.
패키지도 1세대와 동일한 4.0×4.3mm 크기의 PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)를 적용해 업계 최소 수준의 크기를 유지했다. 로옴은 이를 통해 제한된 공간에서도 평가 환경을 구축할 수 있다고 전했다.
RTD 방식은 주파수 체배 방식이나 포토믹싱 방식 등 다른 테라헤르츠파 발진 방식과 비교해 발열량과 소비전력이 낮은 것도 특징이다. 별도의 대형 장비나 냉각 장치 등에 대한 부담을 줄여 기업과 연구기관의 애플리케이션 개발에 활용할 수 있다.
RTD-EVK-G2는 이달부터 세트당 35만엔에 판매된다. 구매를 위해서는 로옴과 사전에 기밀유지계약(NDA)을 체결해야 한다. 로옴은 저소비전력이 중요한 용도를 위해 기존 1세대 제품도 계속 판매할 예정이다.
업체 측에 따르면, 이번 제품이 비파괴 검사와 의료·헬스케어 분야의 이미징 및 센싱, 재료 식별, 수분 검출 등 다양한 애플리케이션 개발에 활용될 것으로 기대된다.
테라헤르츠파는 전파와 빛의 중간 주파수 영역에 위치하는 전자파로, 전파의 투과성과 빛의 직진성을 동시에 갖는다. 고분자 재료나 수분 등에 대한 고유한 흡수 특성을 지녀 방사선을 사용하지 않는 비파괴 검사와 의료·헬스케어 검사, 고정밀 레이더 센싱 등에 활용될 것으로 기대된다는 설명이다.
로옴은 2000년대 후반부터 도쿄과학대학과 오사카대학 등 대학·연구기관과 공동 연구를 진행하며 RTD 기반 테라헤르츠파 발진·검출 디바이스를 개발해왔다. 2024년에는 1세대 제품의 샘플 제공을 시작해 기존 방식 대비 소형화와 비용 절감을 구현했다.
이번 2세대 제품은 애플리케이션 개발 과정에서 제기된 신호 품질 향상 요구에 대응해 소형 크기를 유지하면서 출력을 높이는 데 초점을 맞췄다.
도쿄과학대학 미래산업기술연구소 스즈키 사후미(Safumi Suzuki) 교수는 “RTD 테라헤르츠파 디바이스는 소형·저소비전력 특성과 함께 냉각 장치가 필요 없고 비교적 낮은 비용으로 도입할 수 있다는 장점이 있다”며, “발진 출력을 높인 2세대 제품을 계기로 높은 신호 품질이 필요한 애플리케이션 개발이 더욱 가속화할 것으로 기대한다”고 말했다.
나카하라 겐(Ken Nakahara) 로옴 연구개발센터장은 “1세대 출시 이후 고출력 디바이스에 대한 요구가 높다는 점을 확인했다”며, “2세대 제품은 소형 크기를 유지하면서 발진 출력을 약 4배 높여 시장 요구에 대응한 제품”이라고 말했다. 이어 “고객과 파트너, 대학·연구기관 등과 협력해 테라헤르츠파 애플리케이션 개발과 기술의 조기 실용화를 지속 지원할 것”이라고 덧붙였다.
로옴은 평가 키트와 함께 관련 개발 지원도 제공한다. RTD-EVK-G2는 디지렌트(Digilent)의 ‘Analog Discovery 3’ 등 계측 도구와 PC, 소프트웨어를 조합해 테라헤르츠파의 발진과 검출을 평가할 수 있도록 구성됐다.
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