"시장 선점하자" 정부, 전력반도체 육성 나서

1일 'BIG3 회의'서 '차세대 전력반도체 기술개발 및 생산역량 확충 방안' 확정

정부가 상용 제품 개발 및 제조 역량 강화 등을 지원하는 차세대 전력반도체 산업 생태계 구축 방안을 내놓았다.

산업통상자원부(이하 산업부)는 1일 오전 열린 '제7차 혁신성장 BIG3 추진회의'에서 차세대 전력반도체 산업을 집중적으로 육성하기 위한 '차세대 전력반도체 기술개발 및 생산역량 확충 방안'을 확정했다고 밝혔다.

정부는 이번 방안을 통해 ①상용화 제품 개발 ②기반기술 강화 ③미래 제조공정 확보 등을 적극적으로 지원할 계획이다. 아울러 2025년까지 수요연계 R&D를 통해 차세대 전력반도체 상용화 제품을 5개 이상 개발하고, 양산 가능한 6~8인치 파운드리 인프라를 국내에 구축할 수 있도록 지원할 예정이다.

SK실트론 웨이퍼 제품. (사진=SK실트론)

차세대 전력반도체는 실리콘(Si) 대비 전력 효율과 내구성이 뛰어난 3대 신소재(실리콘카바이드, 질화갈륨, 갈륨옥사이드) 기반 웨이퍼로 제작된 전력반도체를 뜻한다. 최근 전자기기의 수요 확대 및 전력 소비 증가에 따라 미래 성장 가능성이 큰 반도체 중 하나로 꼽힌다.

실제 시장조사업체 옴디아에 따르면 차세대 전력반도체 시장은 2021년부터 2029년까지 연평균 50% 이상 성장해 50억달러(약 5조6375억원)에 달하는 시장규모를 형성할 전망이다.

주요 선진국들은 차세대 전력반도체의 중요성을 인식하고, 적극적인 지원 정책을 추진 중이다. 미국(파워 아메리카)과 일본(파워 일렉트로닉스)은 2014년부터 차세대 전력반도체 산업 육성을 지원해왔으며, 중국도 최근 발표한 제14차 5개년(2021~2025년) 계획에 차세대 전력반도체 육성 전략을 담았다.

우리나라는 2017년부터 차세대 전력반도체 기술개발을 지원해왔다. 이번에 발표한 차세대 전력반도체 산업 생태계 구축 방안에는 이를 기초로 국내 기업의 글로벌 시장 진출 및 성장을 지원하기 위한 상용화 제품 개발, 기반기술 강화, 미래 제조공정 확보 등의 새로운 R&D 사업이 기획됐다.

(자료=산업부)

우선 정부는 차세대 전력반도체 상용화 제품 개발을 위해 수요연계 및 시제품 제작을 지원할 계획이다. 단기에 상용화 가능한 분야(인버터, 충전기 등)를 중심으로 소자·모듈·시스템이 연계된 R&D 과제를 기획해 상용화를 촉진한다는 방침이다. 나아가 상용화 성과를 확대하기 위해 수요·공급 연계 온라인 플랫폼(콤파스)과 융합얼라이언스 등을 활용할 예정이다.

국내 유일의 6인치 실리콘카바이드(SiC) 반도체 시제품 제작 인프라인 '파워반도체 상용화 센터'도 적극적으로 활용한다. 이를 통해 시제품 제작 서비스를 제공하고, 민간 파운드리의 인프라 투자도 적극적으로 지원할 예정이다.

신소재 응용 및 반도체 설계·검증 등 기반기술도 강화한다. 실리콘 소재의 한계를 극복하기 위해 SiC, 질화갈륨(GaN), 갈륨옥사이드(Ga2O3) 등 화합물 기반 신소재 응용기술을 개발하고, 국내 기업의 소재·웨이퍼 기술 확보를 지원해 공급망을 강화할 계획이다.

이와 함께 고집적·고성능 차세대 전력 반도체 개발을 위해 파워 집적회로(IC) 설계 기술개발을 지원하고, 설계와 제조를 연계하기 위한 공정 표준 설계 키트(반도체를 팹에서 제조할 수 있도록 하는 공정 데이터)도 개발해 반도체 제조 역량을 강화할 예정이다.

마지막으로 미래 양산 수요에 대비하기 위한 제조 공정 확보도 지원한다. 아직 초기인 차세대 전력 반도체 제작 공정을 최적화·고도화해 시제품 제작부터 양산에 이르는 기술력을 확보하고, 신뢰성 평가를 지원하기 위한 장비를 부산 파워반도체 상용화 센터에 구축할 예정이다. 더불어 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 "인공지능, 5G 등 신기술의 구현과 및 자율차, 신재생 등 미래 성장 분야의 활성화를 위해서는 전력의 효율적인 관리가 필수"라며 "차세대 전력 반도체는 이를 위한 핵심 부품"이라고 강조했다.

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