삼성전자, 차세대 'GaN 전력칩' 초도생산 준비…설비 도입

엑시트론 핵심 장비 소량 입고…내년부터 본격 가동 전망

삼성전자가 질화갈륨(GaN) 파운드리 시장 진출을 위한 설비투자를 지난 2분기 진행했다. 다만 도입한 장비 규모는 매우 적은 수준으로, '초도 생산'을 위한 최소한의 준비를 진행한 것으로 관측된다. 대규모 양산 투자는 향후 고객사 확보 및 시장 성장세에 따라 윤곽이 드러날 전망이다.

2일 업계에 따르면 삼성전자는 지난 2분기 GaN 전력반도체 양산을 위한 설비를 소량 도입했다.

삼성전자 기흥 사업장(사진=삼성전자)

GaN은 실리콘 대비 고온·고압 내구성, 전력 효율성 등이 높은 차세대 전력반도체 소재다. 이 같은 장점 덕분에 IT·통신·자동차 등 산업 전반에서 수요가 증가하고 있다.

삼성전자 역시 GaN 전력반도체 산업의 성장성에 주목해 시장 진출을 추진해왔다.

지난해 6월 미국 실리콘밸리에서 열린 '삼성 파운드리 포럼 2023'에서는 "컨슈머, 데이터센터, 오토모티브 향으로 2025년 8인치 GaN 전력반도체 파운드리 서비스를 시작하겠다"고 공식 발표한 바 있다.

이에 따라 삼성전자는 지난 2분기 기흥 공장에 독일 엑시트론의 유기금속화학증착(MOCVD) 장비를 도입했다. 기흥은 삼성전자의 8인치 파운드리 양산을 담당하는 곳으로, 현재 GaN 전력반도체 공정은 8인치가 주류를 이루고 있다. 삼성전자가 GaN 연구개발(R&D)을 위해 기투자한 설비도 이곳에 위치해 있다.

MOCVD는 금속 유기 원료를 이용해 박막을 성장시키는 기술이다. 실리콘 혹은 탄화규소(SiC) 웨이퍼 위에 GaN 물질을 올리는 GaN 웨이퍼를 만드는 데 핵심적인 역할을 담당한다.

현재 GaN 웨이퍼용 MOCVD 장비는 엑시트론, 미국 비코 두 기업이 사실상 독점하고 있다. 특히 엑시트론의 점유율이 압도적인 상황으로, 삼성전자는 지난해 펠릭스 그라베르트 엑시트론 최고경영자(CEO)와 만나 장비 공급을 논의하기도 했다. 당시 거론된 투자 규모만 30~40대 수준이었던 것으로 알려졌다.

다만 삼성전자가 이번에 진행한 투자는 엑시트론의 최신형 MOCVD 장비를 1~2대 들인 수준에 불과한 것으로 파악됐다. 아직 대형 고객사를 확보하지 못했고, 회사의 설비투자가 HBM(고대역폭메모리) 등 일부 분야에 집중된 만큼 투자 속도를 조절하려는 전략으로 풀이된다.

반도체 업계 관계자는 "삼성전자는 이미 기흥에 GaN 관련 연구개발 설비를 투자했던 상황으로, 올해 중반에도 소량 장비를 도입했다"며 "다만 삼성전자가 당초 예상됐던 대규모 양산 투자에는 다소 신중하게 접근하는 분위기"라고 설명했다.

한편 DB하이텍과 SK키파운드리 등도 GaN 파운드리 사업을 준비 중이다. DB하이텍은 지난해 말 GaN 관련 설비투자를 진행해, 내년 초도 양산을 진행할 계획이다. 본격적인 양산 투자는 2027년에 집행하는 것을 목표로 삼고 있다. SK키파운드리는 기존 설비를 활용한 GaN 초도 양산을 이르면 내년 시작할 것으로 알려졌다.