중국, ‘3세대 레이더’로 미국 전투기 능력 추월하나…F-22 ‘구식’ 전락 위기

전 세계 레이더 패권 경쟁이 격화되는 가운데, 중국이 발표한 차세대 반도체 기술 혁신으로 인해 미국의 상징적 전력인 F-22 '랩터'의 레이더 시스템이 두 세대나 뒤처질 수 있다는 경고등이 켜졌다.

최근 홍콩 사우스차이나모닝포스트 (SCMP) 보도에 따르면 지난달 학술지 '사이언스 어드밴스'에 발표된 베이징 우정통신대학교 우전핑 교수 연구팀의 결과에서 중국은 전력 전송과 데이터 저장을 하나의 칩에서 수행할 수 있는 '카파-산화갈륨(kappa-Ga_2O_3)' 반도체 구현에 성공했다.

중국의 이 같은 '반도체 굴기'는 군사 전자 장비의 크기를 획기적으로 줄이는 동시에 출력을 극대화할 수 있는 기술로, 미래 전장의 판도를 바꿀 '게임 체인저'로 평가받는다.


현재 미국 공군은 기존 갈륨비소(GaAs) 기반의 노후 레이더를 질화갈륨(GaN) 시스템으로 현대화하기 위해 고군분투 중이다. 반면 중국은 이미 J-20 등 최신 기종에 질화갈륨 레이더를 실전 배치한 데 이어, 그다음 단계인 산화갈륨 기술 선점에 나섰다.
우 교수 연구팀이 발견한 '카파-산화갈륨'은 상온에서 안정적인 강유전성을 띠어, 메모리 장치처럼 정보를 저장하면서도 고출력 전력을 처리할 수 있다. 이전까지 정보 저장과 전력 제어는 서로 다른 부품이 담당해 기기가 비대해지고 에너지 손실이 컸으나, 이 기술은 이를 단일 소재로 통합했다.

SCMP에 따르면 우 교수는 "고출력 처리와 비휘발성 저장을 동시에 달성함으로써 극한 환경에서의 내구성을 향상시켰다"고 밝혔다. 이는 미사일 유도 시스템이나 고성능 전투기 레이더가 요구하는 조건과 완벽히 부합한다.


중국의 기술적 진보는 연구실을 넘어 산업 현장으로 이어지고 있다. 중국 민간 기업 '항저우 가렌 반도체'는 세계 최초로 8인치 크기의 베타-산화갈륨 결정을 성장시키는 데 성공했다. 이는 첨단 레이더와 전기차 전력 시스템 등에 필요한 고성능 칩을 대량 생산할 수 있는 산업적 토대를 마련했음을 의미한다.

더욱 위협적인 것은 중국의 '자원 패권'이다. 중국은 전 세계 갈륨 자원의 95% 이상을 장악하고 있으며, 이를 전략적으로 통제하고 있다. 실제로 미 국방부의 F-35 전투기 레이더 업그레이드 계획은 중국의 갈륨 수출 통제 등의 영향으로 5년가량 지연된 것으로 알려졌다.
SCMP에 따르면 중국과학원 하오위에 원사는 최근 양회에서 "우리는 다른 나라가 갖지 못한 산업적 이점을 가지고 있다"며, 이를 활용해 디스플레이와 센서 등 글로벌 산업 전체를 주도해야 한다고 강조했다.


미국의 F-22는 여전히 초기형 비소갈륨 기반 시스템에 머물러 있는 경우가 많아, 사거리와 재밍(전파 방해) 대응 능력에서 중국의 차세대 레이더에 밀릴 수 있다는 우려가 나온다. 만약 중국이 이번에 개발된 산화갈륨 기반 '3세대 AESA 레이더'를 조기에 실전 배치할 경우, 미·중 간 공중전력 격차는 걷잡을 수 없이 벌어질 가능성이 크다.

전문가들은 "중국이 자원 공급망과 차세대 소재 기술을 동시에 거머쥐면서, 미국은 기술적 추월뿐만 아니라 원자재 확보라는 이중고에 처하게 됐다"고 분석했다.


이인수 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com