그린뉴딜 핵심부품 '차세대 전력 반도체' 본격 육성

[에너지신문] 정부는 1일 제7차 혁신성장 BIG3 추진회의를 개최하고, 차세대 전력 반도체를 집중 육성하기 위한 '차세대 전력 반도체' 기술개발 및 생산역량 확충 방안을 발표했다.

전력 반도체는 전력의 변환, 변압, 안정, 분배, 제어를 수행하는 반도체로 전기차 및 신재생에너지 설비의 핵심 부품이다.

이날 발표에 따르면 정부는 국내 차세대 전력 반도체 산업 생태계 구축을 위해 △상용화 제품 개발 △기반기술 강화 △미래 제조공정 확보 등을 본격 지원해 나갈 계획으로, 2025년까지 수요연계 R&D를 통해 차세대 전력 반도체 상용화 제품을 5개 이상 개발하고 양산 가능한 6~8인치 파운드리 인프라를 국내에 구축할 수 있도록 민·관 공동 노력을 추진한다.

차세대 전력 반도체는 기존 실리콘(Si) 대비 전력 효율과 내구성이 뛰어난 실리콘카바이드(SiC), 질화갈륨(GaN), 갈륨옥사이드(Ga2O3)의 3대 신소재 웨이퍼로 제작된 전력 반도체로 전자기기의 수요 확대 및 전력 소비 증가에 따라 미래 성장 가능성이 높은 반도체다.

전력 사용이 확대되는 AI, 5G 등의 디지털 뉴딜과 전력 효율 및 고온·고압 내구성이 필요한 전기차, 신재생에너지 등 그린 뉴딜의 핵심 부품으로 주목받고 있다. 미국, 중국, 일본 등 주요국은 차세대 전력 반도체의 중요성을 인식하고, 적극적인 지원 정책을 추진 중이다.

정부는 산업부를 중심으로 2017년부터 차세대 전력 반도체 기술개발을 지원해왔으며, 그간의 지원을 기초로 국내 기업의 글로벌 시장 진출 및 성장을 지원하기 위해 새로운 R&D 사업을 기획한다.

먼저 상용화 제품 개발을 위한 수요연계와 시제품 제작 지원이다. 단기 상용화가 가능한 인버터, 충전기 분야를 중심으로 소자-모듈-시스템이 연계된 R&D 과제를 기획, 상용화를 촉진하고 수요-공급 연계 온라인 플랫폼과 융합얼라이언스 등을 활용, 상용화 성과를 확대한다.

아울러 국내 유일의 6인치 SiC 반도체 시제품 제작 인프라인 '파워반도체 상용화 센터'를 활용해 시제품 제작 서비스를 제공하고 민간 파운드리의 인프라 투자를 적극 지원할 계획이다.

다음으로 신소재 응용 및 반도체 설계·검증 등 기반기술을 강화한다. 실리콘 소재의 한계를 극복하기 위해 SiC, GaN, Ga2O3 등 화합물 기반 신소재 응용기술을 개발하고 국내 기업의 소재·웨이퍼 기술 확보를 지원하여 밸류체인을 견고화한다.

▼ 화합물 기반 전력반도체 핵심 소재 및 응용기술

이와 함께 고집적·고성능 차세대 전력 반도체 개발을 위해 파워 IC 설계 기술개발을 지원하고 설계와 제조를 연계하기 위한 공정 표준 설계 키트(PDK)도 개발, 반도체 제조 역량을 강화할 예정이다.

마지막으로 미래 양산 수요에 대비하기 위한 제조 공정 확보를 지원한다. 아직 초기인 차세대 전력 반도체 제작 공정을 최적화·고도화하여 시제품 제작에서 양산에 이르는 기술력을 확보하고 신뢰성 평가를 지원하기 위한 장비를 부산 파워반도체 상용화 센터에 구축한다.

또한 차세대 전력 반도체 관련 파운드리 서비스를 확대하기 위해 국내 파운드리와 6~8인치 기반의 양산 공정 구축 및 선행기술 확보를 적극적으로 협의, 지원할 계획이다.

성윤모 산업부 장관은 “자율차, 신재생 등 미래 성장 분야 활성화를 위해서는 전력의 효율적인 관리가 필수이며, 차세대 전력 반도체는 이를 위한 핵심 부품”이라고 강조했다.

이어 “정부는 아직 초기인 차세대 전력 반도체 시장을 선점하고 미래 경쟁력을 확보할 수 있도록 R&D, 인프라 등을 적극적으로 지원할 계획으로, 민·관의 공동 노력과 밸류체인간의 연대 및 협력을 바탕으로 견고한 산업 생태계를 구축해 나가겠다”고 덧붙였다.