삼성전자 SK하이닉스, 157조 화합물 반도체 시장 주권 확보한다 GaN, SiC Power Semiconductor

질화갈륨·탄화규소 반도체

고온·고압에 강하고 효율 높아

전기차·데이터센터에 적용

양사 "내년부터 양산 돌입"

* 화합물 전력반도체 (GaN, SiC Power Semiconductor)

화합물 전력반도체는 질화갈륨(GaN), 탄화규소(SiC) 등을 활용한 반도체다. 기존의 규소(Si·실리콘) 반도체보다 성능과 전력 효율이 높은 것이 특징이다. 주로 전기자동차·데이터센터 등에 쓰인다.

삼성전자와 SK하이닉스가 '화합물 전력반도체' 주권 확보에 힘을 보탠다. 화합물 전력반도체를 미래 먹거리로 점찍고 유럽·미국·일본이 장악한 시장에 진출하는 것이다. 이를 통해 파운드리(반도체 위탁생산) 경쟁력을 끌어올리겠다는 전략이다.

2일 반도체업계에 따르면 삼성전자와 SK하이닉스가 화합물 전력반도체 시장 진출을 추진하고 있다.

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시장조사업체 글로벌리서치컴퍼니에 따르면 지난해 화합물 전력반도체 시장 규모는 739억1000만달러(약 102조7000억원)였다. 2028년에는 1133억달러(약 157조4000억원)까지 성장할 것으로 전망된다.

국내 산업계는 화합물 전력반도체를 수입에 의존하고 있다. 유럽(54%), 미국(28%), 일본(13%)이 시장을 주도하고 있기 때문이다. 한국 점유율은 1~2%에 그친다. 이에 한국산업기술기획평가원이 2028년까지 1385억원을 투입해 화합물 전력반도체 고도화 기술 개발에 나서기로 했다.

삼성전자와 SK하이닉스도 사업화를 검토하고 있다. 특히 GaN 반도체에 관심을 보이는 모습이다. 반도체업계 관계자는 "화합물 전력반도체는 고온·고압에 강해 전기차와 데이터센터에 널리 쓰인다"며 "GaN 반도체는 기존 실리콘 반도체보다 10배 이상 고전압을 견딜 수 있다"고 말했다. 삼성전자도 GaN 반도체를 미래 사업으로 키우고 있다. 지난해 6월 최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 삼성 파운드리 포럼에서 "2025년부터 8인치 GaN 화합물 전력반도체 파운드리를 시작하겠다"고 선언했다. 오는 9일 열리는 포럼에서도 화합물 전력반도체를 재차 강조할 것으로 예상된다.

삼성전자는 GaN 반도체 사업화를 위해 작년 말 LED사업팀을 CSS사업팀으로 개편했다. LED 웨이퍼 증착 장비를 통해 GaN 화합물을 증착할 수 있기 때문에 LED사업팀을 개편한 것으로 풀이된다. 그동안 쌓아온 LED 개발 역량을 바탕으로 GaN 반도체를 개발하겠다는 것이 삼성전자 목표다.

SK하이닉스도 자회사 SK키파운드리를 통해 GaN 반도체 개발·양산에 나섰다. 올해 안에 GaN 반도체를 개발하고, 2025년부터 양산에 돌입한다는 목표를 설정했다. SK키파운드리 관계자는 "2022년 팀을 구성해 GaN 공정을 개발해왔다"며 "최근 650볼트 GaN 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT) 소자 특성을 확보했다"고 설명했다. DB하이텍 역시 지난해부터 GaN 공정을 개발하고 있다. DB하이텍은 SiC 반도체 생산을 준비하고자 충북 음성공장에 핵심 장비를 도입했다. 삼성전자와 SK하이닉스는 GaN 반도체뿐만 아니라 SiC 반도체 개발 계획까지 세우고 있다.

성승훈 기자 hun1103@mk.co.kr 매일경제