프론트엔드모듈(Front End Module)

 

프론트엔드모듈(Front End Module)

[디지털타임스] 2008년 01월 08일(화) 오전 08:06

 

 

다양한 환경 휴대폰 통화 '해결사'

안테나 - RFIC단 연결 신호 분리

최근 다중대역폰에도 FEM 사용

의료분야도 적용 응용분야 확대

최근 W-CDMA 등 미래형 휴대폰이 시장에 출시되면서 송수신 신호 개선 관련 부품 기술 또한 날로 발전해 가고 있습니다. 다양한 환경에서도 송신과 수신을 자유롭게 하고, 보다 멀티화된 기능을 탑재한 휴대폰 기술이 더욱 발전하고 있기 때문입니다.

이렇게 휴대폰 송수신을 자유롭게 하고 다양한 환경에서 통화를 가능케 하는 기술이 바로 프론트엔드모듈(Front End Module)입니다.

◇ 안정적 RF 특성 구현, 다층 설계 흐름=프론트엔드모듈은 휴대폰내의 안테나와 알에프IC(RFIC)단을 연결해 송수신 신호를 분리하는 역할을 합니다. 필터링 및 증폭역할을 하는 모듈로서 수신신호 필터링 필터를 내장한 수신단 FEM, 송신신호를 증폭하는 전력증폭기(PA) 내장 송신단 FEM으로 구분합니다.

다양한 부품 및 소자들을 집적시키기 위하여 저온소성 세라믹 적층(LTCC) 기술이 사용되며, 이에 따라 초소형화와 함께 고주파수화에 따른 안정적인 RF특성을 구현할 수 있게 됩니다.

FEM은 주로 휴대폰에 사용되며 특히 통화 시 송신신호와 수신신호를 전환(Switching) 사용해야하는 시분할(TDMA) 방식의 GSM 휴대폰에 주로 사용됩니다.

FEM의 전신이라고 할 수 있는 안테나스위치 모듈은 1997년에 일본의 무라타제작소(MURATA)가 처음으로 시장에 출시했으며, 이 제품은 인덕터 층이나 콘덴서 층을 프린트한 글라스세라믹박막을 적층한 기판에 송수신 전환스위치로 핀(PIN)다이오드를 이용한 구조로 설계되었습니다.

다층으로 설계된 적층체(積層素)에 각종 주파수 필터나 분파기, 콘덴서 등의 기능을 집약시켜 이 적층체에 안테나스위치가 되는 다이오드나 대용량콘덴서, 저항기 등의 칩 부품을 탑재함으로써 안테나스위치 모듈을 구성하는 것입니다.

◇ 다중대역 FEM도 등장, 소형화 기능 통합 추세= 최근 3세대 이동통신 방식인 W-CDMA 방식이 시장에 출시되면서 GSM 방식과 W-CDMA 방식을 동시에 사용할 수 있는 다중대역 휴대폰에도 FEM이 사용되고 있습니다.

FEM은 초기 GSM 방식 휴대폰에 주로 사용되던 안테나스위치 모듈(ASM)로부터 기술적 진화가 이루어졌다고 할 수 있으며, 단순한 스위치 모듈로서의 기능에서 발전해 송수신 신호의 필터링과 증폭 등의 주요 역할을 담당하는 가장 중요한 모듈부품의 하나가 되었습니다.

FEM을 사용함으로써 휴대폰의 부품 수를 감소시키며, 제품의 신뢰성을 높일 뿐만 아니라 부품간의 상호연계(Interconnection)에 따른 손실을 감소시켜줍니다. 즉 전력소모를 줄여 배터리 소모를 획기적으로 개선시킬 수 있고 다중밴드, 다기능 휴대폰의 부품 소형화를 가능케 합니다.

또한 단일부품에서의 기술적인 한계를 극복하는 메인 기술로 대량생산이 가능한 신규시장 창출효과를 가져다 주는 미래형 기술입니다.

이 FEM 기술의 중요성은 단순히 모듈의 발달에 머무르는 것이 아니라 향후 전개될 4세대 이동통신과 자동차 및 항공우주용 통신모듈분야로도 그 기술적 범위를 넓힐 수 있다는 데 의의가 있습니다.

또한 최근 들어 연구개발이 빠른 속도로 진행되고 있는 바이오센서 분야 및 캡슐 내시경 등의 의료분야에도 적용이 가능하여 그 응용분야가 매우 광범위한 기술이라고 할 수 있습니다.

FEM 시장은 2004년에 약 9억 달러 정도이던 시장규모가 2006년에는 11억 달러를 넘어설 정도로 증가했으며, 2010년에는 20억 달러에 달할 것으로 전문가들은 예측하고 있습니다.

주요 FEM관련 업체로는 국내 삼성전기와 일본 무라타제작소를 꼽을 수 있습니다.

무라타제작소는 유전체듀플렉서의 전문 업체로 시장의 절반 이상을 생산하고 있습니다.

그 외에 마쓰시타전자부품, 히타치메탈, 엔지케이(NGK) 등이 주로 수신단 FEM에 주력하고 있으며, 아바고(AVAGO), 애너딕스(ANADIGICS), 스카이웍스(SKYWORKS), 알에프엠디(RFMD) 등 전력증폭기 생산업체를 중심으로 송신단 FEM의 개발과 시장진출도 활발히 진행되고 있습니다.

길재식기자 디지털타임스