SiC 반도체 시장 '쑥쑥'…韓·中도 핵심장비 시장 진출 노려

韓 테스, 中 AMEC 등 SiC MOCVD 장비 개발 적극 진행

국내 테스와 중국 AMEC(중웨이반도체) 등이 SiC(탄화규소) 반도체용 핵심장비 개발에 나섰다.

SiC는 전기자동차 등에서 수요가 빠르게 증가하고 있는 차세대 전력반도체로, 그간 독일 등이 공급망을 사실상 독점해 온 분야다. 후발주자인 국내 및 중국 장비업계가 시장에서 어떠한 반향을 불러일으킬 수 있을 지 귀추가 주목된다. 

3일 업계에 따르면 한국과 중국 장비업계는 SiC 전력반도체 제조를 위한 핵심장비 상용화에 주력하고 있다.

독일 엑시트론의 150mm 및 200mm 웨이퍼용 SiC 증착장비 'G10-SiC'(사진=엑시트론)

SiC는 기존 실리콘(Si) 대비 고온·고압에 대한 내구성, 전력 효율성 등이 뛰어난 차세대 전력반도체 소재다. 자동차 산업을 중심으로 수요가 빠르게 증가하고 있다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 전 세계 SiC 반도체 시장 규모는 지난해 22억7천500만 달러에서 2026년 53억2천800만 달러로 성장할 전망이다.

다만 SiC 분야는 기술적 난이도가 높아, 소수의 해외 기업이 핵심 공급망을 독과점하고 있는 형국이다.

고성능 SiC 반도체 제조를 위해서는 SiC 에피(Epi)웨이퍼가 필요하다. 해당 웨이퍼는 잉곳(원기둥) 형태의 SiC 결정에서 잘라낸 웨이퍼 위에, 마이크로미터(μm) 두께의 SiC 물질을 증착(Deposition)해 만들어진다.

이를 위한 증착장비는 현재 독일 엑시트론(Aixtron)이 압도적인 시장 점유율을 보유하고 있다. 또 다른 기업으로는 전 세계 주요 장비업체 ASM이 지난 2022년 인수한 이탈리아 장비기업 LPE가 있다.

이에 한국과 중국 등 동양권 장비기업들도 최근 SiC 웨이퍼 제조를 위한 증착장비 개발에 적극 나서고 있다.

대표적으로 국내 반도체 증착·식각장비 전문업체 테스는 지난 2022년경부터 SiC MOCVD(유기금속화학증착) 장비 개발을 본격화했다. MOCVD는 금속 유기 원료를 사용해 박막을 형성하는 기술이다.

테스는 이전 UV LED용 MOCVD 장비를 자체 개발해 양산한 경험이 있어, 유관 기술력을 어느 정도 확보한 상태다. 아직 구체적인 사업화 단계에 접어들지는 못했으나, 현재 장비 개발을 적극 진행 중인 것으로 알려졌다.

중국에서는 AMEC이 SiC 증착장비 개발에서 가장 뚜렷한 성과를 거두고 있다. AMEC은 지난 2004년 램리서치·어플라이드머티어리얼즈(AMAT) 등 미국 주요 반도체 장비업체 출신들이 모여 설립한 장비업체다.

AMEC은 또 다른 차세대 전력반도체 소재인 GaN 증착장비를 이미 상용화한 바 있다. 이를 토대로 AMEC은 SiC MOCVD 장비 상용화를 시도하고 있다.

실제로 테스, AMEC은 지난달 말 부산에서 열린 '2024 SiC 반도체 컨퍼런스'에서 SiC MOCVD 기술과 관련한 발표를 한 것으로 전해진다.

반도체 업계 관계자는 "SiC나 GaN 등이 차세대 전력반도체로 각광받고는 있으나, 핵심장비는 전부 외산에 의존해야 하는 현실"이라며 "이에 테스와 AMEC도 CVD 기술력을 토대로 장비 개발을 꾸준히 진행하고 있다"고 밝혔다.