삼성전자, SiC 샘플 양산 준비…차세대 전력반도체 공략 '시동'

올 하반기께 MOSFET 샘플 양산 개시 목표

삼성전자가 진행 중인 탄화규소(SiC) 전력반도체 개발 성과가 올 하반기께 드러날 전망이다. 최근 본격적인 샘플 양산을 위한 소재·부품 발주를 진행한 것으로 파악됐다. SiC는 차세대 전력반도체 소자로, 삼성전자가 미래 먹거리로 점찍어 온 사업 중 하나다.

16일 업계에 따르면 삼성전자는 올 3분기 SiC 전력반도체 샘플을 양산할 계획이다.

삼성전자 기흥 사업장(사진=삼성전자 홈페이지)

SiC는 기존 반도체에 쓰이던 실리콘 대비 고온·고전압에 대한 내구성, 전력효율성 등이 높은 차세대 소재다. 덕분에 전기차, 산업용 인버터 등 높은 전력이 필요한 산업을 중심으로 수요가 증가하고 있다.

이에 삼성전자는 지난 2023년 말 CSS(Compound Semiconductor Solutions) 사업팀을 신설해 관련 연구개발(R&D)을 진행해 왔다. SiC 전력반도체 제조를 위한 유기금속화학증착(MOCVD) 장비도 기흥캠퍼스에 선제적으로 소량 도입한 바 있다. MOCVD는 금속 유기 원료를 사용해 웨이퍼에 특정 박막을 형성하는 공정이다.

올해에는 구체적인 성과가 나타날 것으로 기대된다. 삼성전자는 최근 SiC 전력반도체 샘플을 올 3분기부터 양산하기 위한 준비에 나선 것으로 파악됐다. 관련 소재·부품도 이달부터 도입될 예정이다.

구체적으로, 삼성전자가 양산할 첫 샘플은 평판(Planar) 구조의 SiC MOSFET인 것으로 알려졌다. MOSFET은 전자 신호를 스위칭하고 증폭하는 트랜지스터다. 평판은 가장 기본적인 트랜지스터 구조다. 전류가 흐르는 통로인 채널이 수평으로 형성돼, 성능은 다소 부족하지만 신뢰성이 높다.

반도체 업계 관계자는 "삼성전자가 평판 SiC MOSFET 샘플을 먼저 양산한 뒤, 보다 고도화된 구조의 샘플 양산에 도전할 계획을 세우고 있다"며 "공급망에서 관련 발주가 이뤄지고 있다"고 설명했다.

이번 SiC 샘플 양산은 삼성전자 반도체사업부의 미래 성장동력 확보 전략에 적잖은 영향을 미칠 것으로 전망된다.

SiC 전력반도체가 지닌 기술적 이점은 다양하나, 전기차 캐즘 등으로 시장 성장성은 당초 기대에 미치지 못하고 있는 상황이다. 또한 삼성전자의 R&D 및 설비투자가 고대역폭메모리(HBM) 등 메모리 분야에 집중되면서, SiC를 비롯한 신사업 진출이 당초 계획 대비 늦춰지고 있다.

일례로 삼성전자는 또 다른 차세대 전력반도체 소재인 질화갈륨(GaN) 파운드리 사업도 추진 중이다. 당초 2025년 서비스 개시가 목표였으나, 현재까지 양산 수준의 설비투자는 진행되지 않았다.

반도체 업계 관계자는 "삼성전자가 SiC·GaN 전력반도체 시장 진출에 대한 검토를 지속하고 있다"며 "올해가 분수령이 될 것"이라고 말했다.