차세대 전력반도체 'GaN' 시대 개막…SK실트론·DB하이텍 가세

[아이뉴스24 민혜정 기자] 전기차, 5G 통신 시대가 도래하며 차세대 전력반도체로 질화칼륨(GaN) 반도체가 부상하고 있다. 국내 반도체 업계도 GaN 반도체 소재 개발, 생산 등에 적극 뛰어들고 있다.

11일 업계에 따르면 GaN 시장은 올해 2억7천만 달러(약 3천800억원)에서 2027년 20억 달러(약 2조8천억원) 규모로 연평균 49% 성장이 예상된다.

스마트폰과 IT 기기의 급속충전, 데이터센터 수요가 늘어날 전망이다.

SK실트론, DB하이텍 등 국내 반도체 관련 업체들도 GaN 시장에 속속 가세하고 있다.

반도체 웨이퍼 업체 SK실트론은 최근 IQE와 전략적 협력 협약(SCA)을 체결했다.

SK실트론은 이번 협약을 통해 무선통신용 반도체와 전력 반도체 소재로 각광받고 있는 GaN 웨이퍼 시장에 본격 진출한다. 양사는 고객사 요구사항에 따라 맞춤형 GaN 웨이퍼의 공동 개발과 아시아 시장 마케팅을 통한 시장 확대를 위해 협력한다.

IQE는 첨단 화합물 반도체 웨이퍼와 소재 솔루션을 전세계 반도체 제조사에 공급하고 있는 글로벌 기업이다. 기술 진입장벽이 높은 화합물 에피택셜 웨이퍼 시장에서 글로벌 1위를 차지하고 있다.

GaN 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼와 실리콘 카바이드 웨이퍼 위에 GaN 박막을 증착시키는 방법으로 만들어진다. 기존 웨이퍼에 비해 고전압 환경에서도 전력 변환 효율이 높은 특징을 가지고 있다. 급속 충전 등 고출력과 내열성을 요하는 전기차와 스마트기기, 5G 기반의 고속 네트워크 장비 등 다양한 분야에서 사용되고 있으며 그 수요가 날로 증가하고 있다.

SK실트론은 제조·기술·품질 경쟁력을 기반으로 글로벌 시장 3위인 실리콘 웨이퍼 사업과 함께 첨단 반도체 소재로의 사업 확장을 통해 미래성장동력을 지속 강화해나가고 있다.

장용호 SK실트론 사장은 "첨단소재 분야에서 양사가 GaN 웨이퍼의 공동 개발과 마케팅을 통해 아시아 시장 확장의 기반을 마련했다"며 "IQE와 협력이 획기적인 성공으로 이어져 더 다양한 분야에서의 협력 관계로 발전하길 기대한다"고 말했다.

반도체 위탁생산(파운드리) 업체인 DB하이텍은 지난달 에이프로세미콘과 GaN 전력반도체를 공동개발하는 내용의 업무협약(MOU)를 맺었다. 에이프로세미콘은 2차전지 제조장비를 만드는 에이프로의 반도체 부문 자회사다.

협약에 따라 두 회사는 2024년까지 'GaN 전력반도체 파운드리 공정기술개발'을 추진하고, 에이프로세미콘이 제조하는 8인치(200㎜) GaN에피웨이퍼 제품 적용을 포함하는 포괄적인 협력관계를 구축한다는 방침이다.

DB하이텍은 에이프로세미콘과 함께 신규 사업을 추진하는 GaN 전력반도체의 핵심 공정을 공동 개발, 각자 사업에 활용할 수 있게 됐다. 에이프로세미콘으로서도 안정적인 파운드리를 확보하게 됨 셈이다.

DB하이텍 관계자는 "최근 GaN 전력반도체는 물론, 실리콘카바이드(SiC) 전력반도체를 차세대 성장동력으로 삼고 있다"며 "이번 협력의 목표인 8인치 GaN 전력반도체 공정 개발은 DB하이텍이 보유한 8인치 공정 장비의 호환성을 활용할 수 있다는 점에서 파운드리 생산능력 향상에도 도움이 될 전망"이라고 강조했다.