- SiC 시장점유율 50%↑…웨이퍼 내재화 진행 중

[디지털데일리 김도현 기자] 반도체 세대교체가 이뤄지고 있다. 전기차 등 신시장 확대로 기존 실리콘(Si) 웨이퍼 기반 제품의 대안이 필요해졌기 때문이다. 실리콘카바이드(SiC), 갈륨나이트라이드(GaN) 등이 대상이다. SiC 반도체가 우선시 되는 가운데 스위스 ST마이크로일렉트로닉스(ST마이크로)가 시장을 주도하고 있다.

25일 시장조사기관 IHS에 따르면 SiC 관련 시장은 2019년부터 2028년까지 연평균 25.5% 성장률을 보인다. 2028년 규모는 현시점보다 5배 커진 50억달러(약 5조9400억원)로 예상된다.

SiC 반도체는 Si와 탄소(C)를 높은 온도로 가열해 제조한 인공 화합물인 탄화규소로 제작한다. 높은 열전도도와 낮은 저항 특성이 장점으로 꼽힌다. 기존 Si 반도체 대비 전력 변환 손실이 10분의 1 수준이다. SiC 제품을 활용할 시 전기차 주행거리가 5~10% 향상될 것으로 추산된다.

현재 업계 1위는 ST마이크로다. 전 세계 시장점유율 50% 이상을 차지하고 있다. 25년간 연구개발(R&D)을 통해 SiC 분야를 선점할 수 있었다. ST마이크로 코리아 전성환 이사는 “6인치 SiC 웨이퍼 기반 제품을 자동차 및 산업용 애플리케이션에 공급해왔다”며 “이미 ST마이크로는 세계 주요 전기차 회사에 주요 부품사로 채택돼 높은 점유율을 유지할 것”이라고 설명했다. 향후 경쟁이 심화하더라도 40% 이상 점유율을 가져가겠다는 목표다.
ST마이크로는 2017년부터 SiC 사업을 본격화했다. 올해 생산능력은 2017년 대비 4배 늘었고 2024년이면 10배까지 확장될 전망이다. 경쟁사로는 미국 울프스피드, 독일 인피니언, 일본 로옴 등이다. 다만 규모 면에서 ST마이크로와 격차가 있다. 국내에서는 예스파워테크닉스가 생산라인을 갖추고 있다.

SiC 반도체의 웨이퍼는 주력이 2인치에서 4인치, 4인치에서 6인치로 바뀌고 있다. 웨이퍼가 커질수록 생산성이 향상된다. ST마이크로는 6인치에서 8인치까지 준비 중이다. 제조 장비와 공정 기술 등을 준비 중이다. 앞서 스웨덴 SiC 웨이퍼 업체 노스텔을 인수하면서 수직계열화 작업도 진행했다. 그동안 미국 크리, 일본 사이크리스털과 대규모 납품을 받았다면 점차 내재화 비중을 늘려갈 방침이다.

전 이사는 “8인치 웨이퍼 기반 SiC 반도체 시제품 생산에 성공했다. 오는 2024년부터 양산에 돌입할 계획”이라면서 “향후 8인치 비중이 40%까지 확대할 것”이라고 이야기했다. 6인치에서 8인치로 변경할 경우 반도체 생산량이 약 2배 늘어나는 것으로 알려졌다.

한편 ST마이크로는 GaN 반도체 사업도 진행 중이다. GaN은 Si 대비 전력밀도가 높아 전력효율 및 공간 활용도 등에서 유리하다. ST마이크로는 지난해 프랑스 엑사간을 인수하면서 시장에 뛰어들었다. 프랑스에 자체 양산 공장을 구축할 예정이다. 일부 제품 생산은 대만 TSMC에 위탁한다.