차세대 전력반도체 장비 국산화로 시장 뚫는다

테스·제우스·이오테크닉스 등 업계 개발 활기…시장 공략 적극 나서

국내 반도체 제조장비 업계가 SiC(탄화규소)·GaN(질화갈륨) 등으로 대표되는 차세대 전력반도체 시장 공략에 적극 나서고 있다. 기존 해외 기업들이 주도하던 제품을 국산화해 최근 국내외 고객사들을 대상으로 적극적인 프로모션과 데모 테스트에 나섰다.

지난 14일부터 19일까지 개최되는 부산 벡스코(BEXCO) 내 ‘제22회 국제탄화규소 학술대회(ICSCRM 2025)' 행사장에서는 이러한 국내 장비 기업들의 성과와 노력을 직접 확인할 수 있다.

ICSCRM 2025 내 테스 부스 전경(사진=장경윤 기자)

장비업체 테스는 SiC 전력반도체의 핵심 공정인 에피(Epi) 성장을 위한 HTCVD(고온CVD) 장비 'TRION'을 상용화했다. CVD는 화학 반응을 통해 웨이퍼 표면에 얇은 막을 형성하는 공정을 뜻한다. 해당 장비는 기존 독일 엑시트론, ASM 자회사 LPE 등 해외 기업들이 사실상 시장을 독점해 왔다.

TRION은 1천650도 고온의 공정온도에서도 8인치 웨이퍼 내의 온도 편차를 5도 이하로 제어할 수 있다. 또한 공정 가스 분사 시 두께, 도핑의 균일도를 미세하게 조절할 수 있는 노즐 기술도 갖췄다.

테스 관계자는 "기존 DUV(심자외선) LED 분야에서 쌓아온 CVD 기술을 토대로 개발된 TRION은 경쟁사 대비 장비의 성능 및 생산효율성, 가격 경쟁력 면에서 모두 우위를 갖추고 있다"며 "현재 데모 설비 구축을 완료하고, 국내외 고객사들과 공급 논의를 진행 중"이라고 설명했다.

나아가 테스는 오는 2027년께 12인치 SiC 전력반도체에 대응하는 신규 CVD 장비도 출시할 계획이다. 현재 SiC 전력반도체 시장이 6인치에서 8인치로 넘어가는 것처럼, 향후 2~3년 뒤 12인치 시장이 개화할 것이라는 전망에서다.

ICSCRM 2025 행사장 전경(사진=장경윤 기자)

제우스는 급속열처리(RTP) 장비로 관련 시장에서 두각을 드러내고 있다. RTP는 짧은 시간 동안 웨이퍼에 고온 환경을 조성해 소재의 전기적 특성을 개선하는 공정이다.

앞서 제우스는 지난 2023년 전력반도체용 RTP 장비인 'RHP'를 공개한 바 있다. 해당 장비는 평직물 구조의 텅스텐 할로겐 램프를 동심원 형태로 구성해, 열을 균일하게 전달한다.

제우스는 약 2년 전부터 해외 주요 SiC 기업인 온세미와 RTP 장비 평가를 진행해, 현재 테스트를 완료했다. 또한 국내 SiC 소자기업과도 공급계약을 체결했다. 제우스 관계자는 "중국 등 주요 전력반도체 시장 공략도 추진 중"이라고 설명했다.

이오테크닉스는 기존 메모리에 적용했던 레이저 어닐링 장비를 SiC 등 타 분야로도 확장하는 방안을 추진 중이다.

어닐링은 이온 주입 후 손상되는 웨이퍼의 결정 구조를 복원하기 위해 표면을 국소적으로 가열 및 냉각하는 공정이다. 웨이퍼 전체에 열을 가하던 기존 기술과 달리, 레이저는 필요한 부분에만 국소적으로 어닐링을 진행할 수 있어 미세 공정 구현에 용이하다.

이오테크닉스 관계자는 "전력반도체용 레이저 어닐링 장비는 기존 일본 장비기업이 주도하던 분야로, 이오테크닉스도 SiC 분야로 꾸준히 프로모션을 진행 중"이라고 밝혔다.

SiC·GaN은 기존 실리콘 대비 고온 및 고전압에 대한 내구성이 뛰어나며, 전력효율성이 높은 차세대 전력반도체 소재다. 특히 SiC는 내구성이 더 뛰어나 전기차 등 자동차 시장에서 수요가 급격히 증가하고 있다. GaN은 스위칭 속도가 빨라 고주파 환경의 무선 통신에 선제적으로 적용됐으며, 점차 적용처가 확대되는 추세다.