“전기차 시대 대비 전력반도체 국산화 가장 큰 성과 ”

김남균 한국전기연구원장

- 차세대 고효율 실증센터 구축나서
- 2030년 글로벌 시장 주도권 쥘 것
- 조선·방산·항공산업 등도 스마트화

최근 내연기관 차량의 자리를 전기차가 빠르게 대체하면서 전력반도체 수요가 폭증하자 세계 각국이 기술 내재화에 사활을 건다. 우리나라도 전력반도체 강국 반열에 들기 위해 일찌감치 도전장을 내밀었다. 최근에는 세계 세 번째로 기존 실리콘(Si) 대신 재료 특성이 우수한 탄화규소(SiC) 전력반도체 개발에도 성공했다.

김남균 한국전기연구원장이 경남 창원 본원에서 연구소를 소개하고 있다.

그런데 이런 국내 기술 개발을 선도하는 연구기관이 경남 창원에 있다는 사실을 아는 이는 많지 않다. 31일 과학기술정보통신부 산하 한국전기연구원(KERI) 김남균 원장을 만나 전기산업이 나아갈 방향과 지역 연구기관이 해야 할 역할 등을 들어봤다. KERI는 지난달에 산업통상자원부가 선정한 ‘차세대 고효율 전력반도체 실증 인프라’ 공모 사업에도 주관기관으로 참여한다.

“전력반도체는 전력을 제어하는 반도체로 사람으로 치면 근육 역할을 하죠. 모든 전기·전자제품에 필요한 이유죠.” 김 원장은 1990년 한국전기연구원에 입사한 이후 30년 넘게 전력반도체 기술 개발에 매진했다. 연구 시작 당시만 해도 비주류 분야여서 관련 인프라나 데이터가 거의 없었고 미국 유럽 등 선진국과 기술 격차도 매우 컸다.

그는 “전력반도체 관련 핵심 장비 하나를 살피기 위해 해외에 간 게 여러 번이었고, 간단한 반도체 기초 소자 하나 만드는 데도 수개월이 걸렸다”며 “전기차 시대를 내다본 연구가 최근 연이어 결실을 본다”고 소개했다. 김 원장은 그 성과 중 하나로 SiC 전력반도체(화합물 반도체) 국산화를 꼽았다. 이는 실리콘 반도체와 비교해 전압은 최대 10배, 열은 2배가량 더 견딜 수 있을뿐더러 전력 소모가 적고 크기가 작다 보니 전기차에 탑재하면 10% 이상 에너지 효율을 높일 수 있다고 한다.

최근에는 기술 이전까지 마무리해 국내 업체가 생산한 전기차에 KERI가 개발한 반도체가 적용될 날이 머지않았다. 그러나 이런 노력에도 유럽과 일본 등 국가가 고도화 기술과 특허를 선점한 터라 전력반도체 수요 대부분을 수입에 의존한다. 그는 “실리콘에서 화합물(SiC 등) 반도체로 패러다임이 바뀌는 현시점이 후발 주자인 우리가 역전을 노릴 기회”라며 “2030년까지 매년 7%씩 급성장하는 글로벌 시장의 주도권을 확보하겠다”고 말했다.

KERI가 정부와 김해시 등과 손잡고 282억 원을 투입해 2027년까지 차세대 고효율 전력반도체 실증센터 구축에 나선 것도 같은 이유에서다. 그는 “기업을 상대로 소재 선정부터 완제품의 실증까지 전주기 기술 지원을 수행할 계획”이라며 “동남권 대표 조선·자동차·방위·항공우주 산업에 전력반도체 기술을 결합해 스마트화를 이뤄 한 차원 높게 도약할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

KERI는 2027년 완공을 목표로 AI와 빅데이터 기술을 활용해 기존 제조 산업을 의료·바이오 기기 산업으로 전환하는 시설도 구축한다. 김 원장은 “새 전기 기술을 토대로 한 국가 에너지 정책 등으로 국민이 전기화 세상의 혜택을 누리게 하는 게 최종 목표”라며 “전기기술 기반의 난치병 조기 발견과 치료 장비 개발로 국민 건강과 행복 지수도 높이겠다”고 말했다.

1984년 서울대 무기재료공학과를 졸업한 김 원장은 KERI 전력반도체연구센터장 HVDC연구본부장 등을 역임했다. 현재 한국전기전자재료학회 부회장, 한국세라믹학회 부회장 등을 맡고 있다.