삼성·SK·DB, 'GaN' 파운드리 시장 나란히 진출..."3년 후 경쟁 개막"

기업별 8인치 GaN공정 개발·투자 활발...2026년 17.6억달러 연평균 57%↑

국내 반도체 업계가 차세대 전력반도체 소재인 GaN(질화갈륨) 시장 진출에 나선다.

삼성전자·SK하이닉스DB·하이텍 등이 모두 R&D 및 투자를 적극 진행하고 있는 상황으로, 이르면 3년 뒤부터 본격적인 양산 경쟁이 열릴 것으로 전망된다.

3일 업계에 따르면 국내 주요 반도체 업체들은 8인치 GaN 사업을 오는 2025년부터 본격적으로 진행할 예정이다.

(사진=이미지투데이)

GaN은 기존 반도체 소재인 실리콘 대비 밴드갭이 넓은 'WBG(와이드밴드갭)' 소재다. 밴드갭이 넓어질수록 전자의 움직임이 자유로워, 고전압 및 고온, 고주파수 환경에서의 동작이 유리하다. 전기의 흐름을 제어하는 스위칭 속도 역시 빠르다.

GaN은 가전용 IT기기, RF(무선통신), 차량용 반도체 등 다양한 산업에서 수요가 빠르게 증가하고 있다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 전세계 GaN 시장 규모는 지난해 2억9천200만 달러에서 2026년 17억6천800만 달러로 연평균 57%의 급성장세를 나타낼 전망이다.

이에 국내 반도체 업계는 그간 미국·유럽 등 해외 업체가 주도해 온 GaN 시장 진출에 적극 나서고 있다.

삼성전자는 지난달 말 개최한 포럼에서 "컨슈머, 데이터센터, 오토모티브 향으로 2025년부터 8인치 GaN 전력반도체 파운드리 서비스를 시작한다"고 밝혔다. 실제로 삼성전자는 최근 GaN을 비롯한 차세대 전력반도체 개발 및 제조를 위한 장비 투자에 나선 것으로 알려졌다.

8인치는 반도체 제조의 핵심 소재인 웨이퍼의 직경을 일컫는 말이다. 현재 GaN 반도체 시장은 8인치 제품이 주류를 이루고 있다.

8인치 파운드리 전문업체인 DB하이텍은 지난해부터 8인치 GaN 공정을 개발하고 있다. GaN 웨이퍼의 원활한 수급 및 개발 가속화를 위해 에이프로세미콘과 MOU를 체결하기도 했다. DB하이텍이 설정한 8인치 GaN 상용화 목표 시점은 2025년이다.

SK하이닉스는 지난해 5천758억을 투자해 자회사로 인수한 키파운드리를 통해 8인치 GaN 파운드리 개발에 나서고 있다. 키파운드리는 해당 시장 진출을 위해 지난해 WBG 관련 연구개발 조직을 별도로 신설했다. 

키파운드리의 8인치 GaN 공정 상용화 목표 시점은 구체적으로 밝혀진 바 없다. 그러나 투자 동향 등을 고려하면 삼성전자, DB하이텍과 유사하게 2025~2026년부터 상용화에 나설 것이라는 게 업계 관측이다.

업계 관계자는 "GaN의 적용처가 굉장히 다양하기 때문에 기업별로 어떠한 어플리케이션에 집중하고 고객사를 확보하느냐가 향후 성패를 가를 것"이라며 "기업들이 2025년부터 서비스를 시작한다고는 하지만, 본격적인 양산에는 1~2년의 시간이 더 필요할 것으로 예상된다"고 설명했다.