"내후년 월 1000만 장 찍는다" 전력·화합물 반도체 성장 가도

▲예스파워테크닉스 관계자가 칩 제조공정이 완료된 웨이퍼를 들어 보이고 있다. (사진제공=SK)

화합물 전력반도체 시장이 올해를 기점으로 수년간 본격적인 성장세를 기록할 것이라는 분석이 나왔다.

국제반도체장비재료협회(SEMI)는 13일 발간한 전력·화합물 반도체 시장 보고서에서 전 세계 전력·화합물 반도체 생산량이 2023년 월 웨이퍼 1024만 장을 기록하며 사상 처음으로 1000만 장을 넘어설 것으로 전망했다.

화합물 전력반도체는 기존 웨이퍼 소재인 실리콘(Si)과 비교해 전력 효율과 내구성이 뛰어난 3대 신소재(실리콘카바이드, 질화갈륨, 갈륨옥사이드)로 제조된 웨이퍼로 만든 제품을 의미한다.

기존 실리콘 웨이퍼로 만든 반도체보다 10배 이상 큰 전압을 견딜 수 있다. 같은 크기의 반도체라도 더 많은 용량을 처리할 수 있는 만큼, 획기적으로 부품 소형화가 가능하다. 전력 소모도 줄어든다.

2010년대 초반부터 이 시장에 진입하는 반도체 업체들이 생겨났지만, 연간 생산량 증가 폭은 1~3%에 그쳤다. 그러나 2018년 세계 최대 전기차 메이커인 테슬라의 ‘모델3’에 SiC(실리콘 카바이드) 전력반도체가 최초 양산 적용되며 미래 성장 분야 활성화를 위한 핵심 부품으로서 가능성에 관심이 집중됐다.

(자료제공=SEMI)

올해 전력·화합물 반도체 생산량 증가율은 7%에 달할 것으로 보인다. 내년과 내후년에도 5% 넘는 성장이 전망된다. 특히 2024년까지 독일 인피니온, ST마이크로일렉트로닉스, 실란 마이크로일렉트로닉스 등 차량용 반도체 주요 업체들이 웨이퍼 기준 월 70만 장의 생산량을 추가하며 성장을 주도할 것으로 봤다.

화합물 전력반도체를 생산하는 업체도 늘어날 것으로 예측된다. SEMI는 올해부터 2024년까지 3년 내 47개의 신규 생산업체가 추가로 가동될 것으로 예상했다.

국내로만 한정해서 보면, 전력·화합물 반도체 시장은 미국, 유럽 업체들이 공급 시장을 과점하고 있어 국산화가 시급한 과제로 떠오른 상황이다.

한국반도체산업협회에 따르면 국내 전력 반도체 시장은 20억 달러에 달하지만, 기술력 부족과 해외 기업의 특허 선점으로 수요의 90% 이상을 수입에 의존 중이다.

현재 국산화 움직임에 나선 곳 중 눈에 띄는 곳은 SK그룹이다. 계열사 SK실트론, 지분 투자한 예스파워테크닉스 등을 통해 SiC 전력반도체 생산망을 구축하려는 시도가 계속되고 있다.

일례로 SK실트론은 올해 7월 SiC 웨이퍼 제조 확대를 위해 3억 달러(3400억 원)를 투자할 계획을 밝혔다. 미국 미시간주 베이시티에 공장 용지를 마련하고, 인력 150여 명을 확충하는 내용이다.

DB하이텍과 LX세미콘 등의 반도체 기업도 화합물 전력 반도체를 미래 사업 중 하나로 추진 중이다. 최창식 DB하이텍 부회장은 지난달 28일 개최된 '반도체 연대·협력 협의체 출범식'에서 차세대 전력반도체 공급망 구축을 위한 정부의 지원을 요청한 것으로 알려졌다.