차세대 전력반도체 추진단장 구상모 광운대 교수 "올해 8인치 양산 전환 가속 … 2032년 국내 생산비중 2배↑ 확대"

광운대학교는 전자재료공학과 구상모 교수가 지난 23일 서울 엘타워에서 열린 차세대 전력반도체 추진단(이하 추진단) 포럼에서 ‘차세대 전력반도체 산업 육성 로드맵’의 중간 결과를 발표했다고 27일 밝혔다.

이번 포럼은 산업통상부가 주최하고, 한국산업기술기획평가원(KEIT), 한국반도체산업협회(KSIA), 한국반도체연구조합(COSAR)이 공동 주관했다. 재정경제부, 기획예산처, 금융위원회, 방위사업청 등 부처가 함께했다. 120여 명의 산·학·연·관 관계자가 참석했다.

정부는 차세대 전력반도체 핵심기술 확보와 공급망 안정화를 위해 지난해 12월 추진단을 출범했다. 차세대 전력반도체는 실리콘(Si)보다 고온·고전압·고주파 환경에서 성능이 우수한 탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN) 소재 등 활용해 전기차, 방산, 고전압 직류송전(HVDC), 데이터센터 등에 공급되는 전력을 효율적으로 변환·분배·제어하는 반도체를 말한다.

SiC는 Si보다 온저항(소자가 켜졌을 때 저항)을 100분의 1 수준까지 낮출 수 있어 같은 전압에서 더 작은 면적의 소자 구현이 가능하다. GaN은 전자 이동도와 고주파 스위칭 특성에서 SiC를 능가해 ㎒ 이상의 스위칭 주파수가 필요한 응용에 최적화된다.

추진단에는 현대모비스, 삼성전자, SK실트론, SK키파운드리, DB하이텍 등 공급망 핵심 기업과 수요기업, 학계 전문가 등이 참여했다.

추진단장인 구 교수는 이날 추진단 출범 이후 4개월여간 수립해 온 로드맵을 설명하고, 향후 수요 연계형 대형 연구·개발(R&D) 추진 방향 등을 논의했다. 에너지 그리드, 인공지능(AI) 인프라 등 6대 핵심 수요 분야를 중심으로 소재부터 소자, 장비에 이르는 밸류체인별 기술개발 목표를 제시했다. 특히 올해를 8인치 양산 전환이 가속하는 글로벌 공급망 재편의 중대 변곡점이라고 진단하고, xEV(전동화 차량 전반), AI 데이터센터와 로봇 등 첨단 산업의 핵심 부품인 화합물 전력반도체 중점 개발 과제를 추진할 계획이다. SiC의 경우 8인치 웨이퍼 전환이 원가 경쟁력의 분기점으로 여겨진다.

또한 국가적 차원의 인프라 확충을 위해 ▲부산(소자 제조·실증 공공팹 허브) ▲나주(고전력 평가와 계측 특화) ▲포항(복합공정 End-to-End 플랫폼)을 유기적으로 연결하는 ‘남부권 전력반도체 혁신벨트’ 구축 방안을 발표했다.

민간 생산 팹과 연계한 공공·민간 협력 생태계를 구축하고, 오는 2032년까지 화합물 전력반도체 기술 자립률과 국내 생산 비중을 2배 이상 확대한다는 구상을 제시했다. 전력반도체 시장 규모는 2023년 441억 달러에서 2030년 최대 906억 달러로 증가가 예상된다. 한국의 글로벌 점유율은 현재 2% 수준으로 추정된다.