[뉴스토마토 이명신 기자] 국내 반도체 업체들이 차세대 전력반도체인 실리콘카바이드(SiC), 질화갈륨(GaN) 전력반도체 시장 선점을 위해 개발을 서두르고 있습니다. 인공지능(AI), 전기차 충전기, 이동통신 산업 발전으로 고효율 전력반도체 수요가 늘고 있기 때문입니다. DB하이텍, SK키파운드리 등 국내 업체들은 내년 사업을 본격화해 사업 포트폴리오를 확대할 방침입니다.
13일 업계에 따르면 고전압에도 안정성이 높은 화합물 기반 전력반도체 수요가 높아지고 있습니다. 전력반도체는 각종 전가기기에 들어오는 전력을 변환, 저장, 분배하는 핵심 부품으로, 통상 실리콘(Si)을 소재로 생산됩니다. 다만 AI·전기차·재생에너지 등 고전압·고주파 환경에서는 안정성이 떨어져 이를 극복할 화합물 기반 전력반도체 기술이 주목받고 있습니다. 대표적인 소재가 GaN과 SiC로, 기존 실리콘 대비 고전압에도 안정성이 높고, 전력 손실을 크게 줄일 수 있습니다.
SK키파운드리는 SiC 전력반도체에 집중할 계획입니다. 연내 SiC MOSFET 1200볼트(V) 공정 기술 개발을 완료하고, 내년 상반기 내 SiC 전력반도체 위탁생산(파운드리) 사업을 개시할 계획입니다. 특히 전기차 구동 시스템, 산업용 전력변환장치, 신재생에너지 인버터 등 고전압·고효율 응용 분야를 중심으로 공정 기술을 확대할 것이라고 SK키파운드리는 설명했습니다.
8인치 웨이퍼 기반 GaN 전력반도체 개발도 박차를 가하고 있습니다. SK키파운드리는 지난해 6월 650V GaN 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT) 소자 특성을 확보한 바 있습니다. 650V GaN HEMT는 전력 효율이 높아 실리콘 기반 제품보다 방열 기구 비용을 감소시킵니다. 이에 기존 실리콘 대비 시스템 가격 차이가 크지 않습니다.
DB하이텍은 2022년부터 8인치 GaN 전력반도체 공정을 개발하기 시작했습니다. 지난 9월 공정 개발에 성공한 650V E-Mode GaN HEMT는 높은 안정성이 특징입니다. 이어 집적회로(IC) 형태로 설계할 수 있는 200V GaN 공정과 650V GaN 공정을 내년 말까지 순차 개발할 방침입니다. 추후 시장 상황과 고객사 수요 등을 고려해 더 넓은 전압대까지 공정 포트폴리오를 확대한다는 방침입니다.
DB하이텍은 이번 달부터 고객사를 대상으로 시험생산에 들어간 후, 내년 파운드리 공정을 개발해 내년 하반기 초도물량을 양산할 예정입니다. SiC의 경우, 올해 말 웨이퍼 시험 양산에 돌입해 내년 3분기까지 공정 개발을 완료할 방침입니다. 초도물량 생산은 내년 4분기 진행할 전망입니다.
업계 관계자는 “상대적으로 안정성과 전력 효율이 높은 전력반도체 수요가 높아지면서, 업체들이 모두 개발에 나서고 있는 상황”이라며 “새 먹거리인 차세대 전력반도체 포트폴리오를 확대해 사업을 확장할 것”이라고 했습니다.
이명신 기자 sin@etomato.com
이 기사는 뉴스토마토 보도준칙 및 윤리강령에 따라 오승훈 산업1부장이 최종 확인·수정했습니다.
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