SiC(실리콘카바이드)전력반도체

SK에서 SiC 전력반도체 기업 예스파워테크닉스의 지분을 인수한다고 합니다.

SK에서 글로벌 전기차 부품부터 시작하여 전기차 완성까지 전 분야의 밸류 체인을 구축하기 위해 선택했다고 전해집니다. 본 포스팅에서는 예스파워테크닉스에서 보유하고 있는 기술인 SiC 전력반도체의 특징과 향후 시장 수요 전망에 대해서 살펴보기로 하겠습니다.

 

SiC(실리콘카바이드) 전력반도체란?

전력반도체는 전기차 및 전자제품, 5G 통신망 등에서 전력을 변환하고 처리 및 제어하는 필수 반도체이다. 전기를 변환하는 부분에서 전압, 전류, 주파수 , 직류(DC), 교류(AC)등 전기 형태를 변환하는 스위치 역할을 한다.
가전기기, 조명을 비롯한 모든 전기전자제품을 제어하는데 필요하며 대표적으로 전기차 인버터의 핵심부품으로 사용하고 있다.

 

인버터와 실리콘카바이드의 용어는 다음과 같다.
1) 인버터 : 전기차 배터리의 직류 전기를 교류 전기로 변환하여 모터(전동기)에 공급하는 장치이다.
2) 실리콘카바이드(SiC) : 탄소와 규소를 고온에서 결합시킨 소재이며, 우리말로 탄화규소(Silicon Carbide)라 부른다. 일반 반도체에 사용되는 실리콘(규소) 소재에 비해 높은 강도와 전압을 버틸 수 있다고 한다.

 

SiC 전력반도체 특징은 다음과 같다.

SiC 전력반도체는 전압이 높고 전류 용량이 큰 것이 특징이다. 전압은 600~10000 [V]이고 전류는 수[A]~수백 [A]이다.
SiC 전력 반도체는 차세대 전력 반도체로서 전기차 인버터를 만들면 기존에 사용 중인 Si(실리콘) 반도체 인버터보다 에너지 효율을 약 7%가량 개선할 수 있고 인버터의 부피와 무게를 줄일 수 있다. 해당 반도체를 사용할 경우 무거운 냉각장치도 줄이거나 아예 없앨 수 있게 되므로 전력 손실 감소 및 차체 중량이 감소한다. 따라서 에너지 효율성을 향상할 수 있기에 현재 전기차의 핵심부품으로 자리 잡고 있다.

 

SiC(실리콘 카바이드) 전력반도체 시장 상황 및 수요 전망

실리콘 카바이드 전력 반도체 설계 및 제조 기술을 보유한 기업은 세계적으로 많지 않으며 
독일 인피니언, 이탈리아와 프랑스의 합작사 STMicroelectronics, 미국 Wolfspeed, 일본 로옴 등 몇몇 소수 업체가 시장을 과점하고 있는 상황이다. 앞으로 고전압이 필요한 초급속 전기차 수요가 늘어남에 따라, 전력반도체 시장에서 고전압에도 견딜 수 있는 SiC 전력 반도체 채택률은 2025년 60%를 넘을 것으로 예상된다.

 

SK에서 인수한 예스파워테크닉스의 기술

예스파워테크닉스는 국내의 유일한 실리콘 카바이드(SiC) 전력 반도체 설계 및 제조사이다. 글로벌 선도 업체와의 경쟁이 가능한 1700V 급 고전압 모스펫 기술을 보유하고 있다. 실리콘 카바이드 전력 반도체 시장에서 대세를 이루고 있는 것은 6인치 웨이퍼 기반 반도체이며 예스파워테크닉스는 이보다 떨어지는 4인치 웨이퍼 기반 제품을 주력으로 삼고 있다.

 

전기차를 중심으로 SiC 전력반도체 수요가 늘어날 것으로 예상되나 해외 기업의 과점 시장을 형성하고 있는 현실입니다. SiC 전력반도체의 국산화가 필요해 보입니다. 

감사합니다.