전기車 급성장에 주목받는 화합물 반도체

실리콘 반도체보다 밴드갭 넓어
동일면적서 10배이상 전압 견뎌
SK실트론·DB하이텍·LX세미콘
차세대 웨이퍼 설비 증설로 관심

SK실트론 구미공장 전경. <SK실트론 제공>

차세대 자동차 시장 성장과 함께 기존 부품보다 성능은 높아지면서 크기와 무게는 줄어드는 차세대 부품에 대한 수요가 함께 커지고 있다. 특히 전기차의 핵심 부품인 전력반도체의 경우 고전압을 견딜 수 있는 반도체 소재의 필요성이 상승하면서 관심이 높아지고 있다.

30일 업계에 따르면 SK실트론을 비롯해 DB하이텍과 LX세미콘 등 국내 반도체업체들은 신성장동력으로 화합물 반도체 사업에 관심을 기울이고 있다. 화합물 반도체란 SiC(실리콘카바이드)와 GaN(질화갈륨) 등 와이드 밴드갭(WBG) 소재로 제조된 반도체를 의미한다. 기존 실리콘 반도체에 비해 밴드갭이 넓어 동일 면적에서도 10배 이상 큰 전압을 견딜 수 있는 특성이 있다.

최근 5G와 전기차 등의 산업이 고속 성장하며 화합물 반도체에 대한 관심도 크게 늘고 있다. 화합물 중에서는 SiC가 전압 내구성과 에너지차가 커 전기차와 태양광 인버터 등 에너지용에 적합하며, GaN은 고온 안정성과 고주파에 강해 통신용으로 더 적합한 것으로 평가받는다. 시장조사업체인 욜디벨롭먼트에 따르면 글로벌 SiC 전력반도체 시장은 오는 2024년까지 연평균 29% 성장해 20억 달러 규모가 될 것으로 전망된다.

실리콘 반도체는 현재 12인치 웨이퍼가 주력 기술로 올라온 반면, 상대적으로 고난이도 제조 기술을 요하는 화합물 반도체 분야는 아직까지 6인치 웨이퍼가 중심으로, 글로벌 웨이퍼 업체들이 최근 8인치 양산에 나서고 있다. 현재 실리콘 웨이퍼 시장에서 노후한 설비로 평가받는 국내 8인치 반도체 업체들이 SiC와 GaN 등 화합물 반도체에 관심을 갖는 이유다.

국내 기업 중 화합물 반도체 사업에 가장 적극적인 곳은 SK실트론이다. 지난 2019년 미국 듀폰으로부터 SiC 웨이퍼 사업부를 4억5000만 달러에 인수한 SK실트론은 최근 본격적인 사업 확장에 나서고 있다. 지난 7월에는 미국 공장에 3년간 3억 달러를 투자해 SiC 웨이퍼 생산설비를 증설한다는 소식이 전해지기도 했다. 투자가 완료된 후 SK실트론의 SiC 웨이퍼 생산 능력은 현재의 6배로 늘어날 것으로 전망된다.

국내 파운드리 업체인 DB하이텍도 SiC와 GaN 반도체 사업에 대해 차세대 성장동력으로 점찍고 사업을 탐색 중에 있다. 지난 28일 개최된 '반도체 연대·협력 협의체 출범식'에 참석한 최창식 DB하이텍 부회장은 차세대 반도체 진출을 위해 전략적인 공급망 구축의 중요성을 강조하며 정부의 지원을 호소하기도 한 것으로 전해진다.

국내 대표적인 팹리스 업체인 LX세미콘도 최근 화합물 반도체 개발을 가속하고 있는 것으로 전해진다. 지난 4월에는 채용 공고를 내고 SiC와 GaN 등 차세대 반도체 R&D를 담당할 경력 직원 모집에 나서기도 했다.

반도체업계 관계자는 "8인치 반도체 사업에서는 가장 최신 기술력이기 때문에 각 업체마다 화합물 반도체에 대한 관심을 가지고 있다"며 "전기차와 신재생에너지 등 친환경에 대한 관심이 높아질수록 사업 성장성도 커질 것"이라고 설명했다.

전혜인기자 hye@dt.co.kr