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전력반도체 뜨거운 관심 확인, ‘SiC 2021’ 역대 최대 규모 개최 - 산학연관 290명 참석, SiC 전력반도체 시장 2025년 300억불 급성장 - 내년 ‘와이드밴드갭’ 확대 개최, ‘ICSCRM 2025’ 부산 개최 본격 추진
  • 기사등록 2021-11-25 10:19:12
  • 수정 2021-11-26 10:28:17
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▲ SiC 2021 포럼에 산학연관 관계자 290명이 참석했다.


전기차, 스마트카, 신재생에너지 등 신산업 성장에 힘입어 SiC(실리콘 카바이드, 탄화규소), GaN(질화갈륨), Ga2O3(갈륨옥사이드) 등 화합물 기반 신소재 전력(파워)반도체 시장이 본격 개화하고 있음을 확인할 수 있는 자리가 마련됐다.

부산광역시, 경상북도, 포항시가 주최하고 포항공과대학교 나노융합기술원(포스텍-프라운호퍼IISB실용화연구센터:센터장 신훈규 교수)이 주관하는 ‘제5회 SiC 재료 및 소자 국제심포지엄 2021’이 11월25일 오전 9시부터 롯데호텔 부산 3층 크리스탈볼룸에서 개최됐다.


올해로 다섯번째 열리는 SiC 2021 심포지엄(조직위원장 신훈규 교수)은 세계적인 SiC 전력반도체 최신 기술과 산업화 동향 정보를 소개함으로써 국내 SiC 기술개발 확대 및 산업화 촉진과 함께 산학연의 네트워크 구축과 글로벌 협력을 모색하기 위한 자리다. 올해는 당초 150명을 초청하려 했으나 2배 가량 많은 290명이 참석해 전력반도체에 대한 산업계의 뜨거운 관심을 확인할 수 있었다.


이날 우리나라를 비롯해 미국, 독일, 스웨덴 등 해외 전문가 14명이 연사로 나서 최근 SiC 기술분야 연구개발성과 및 적용사례, 상용화 기업의 산업화 추진방향 등을 소개했다.


해외 전문가로는 △김성준 투식스(II-VI) 부사장(미국) △Mikael Ostling 스웨덴왕립공과대 교수 △Kijeong Han 울프스피드(Wolfspeed) 박사(미국) △임민후 프라운호퍼연구소 박사(독일) 등이 발표에 나섰다.


국내 전문가로는 △김정웅 서플러스글로벌 대표 △차호영 홍익대 교수 △최윤화 JMJ Korea 대표 △정성수 큐알티(QTR) CTO △양창현 YPT 박사 △문재경 한국전자통신연구원 박사 △구상모 광운대 교수 △신훈규 포항공대 교수 △윤동현 부산TP 파워반도체상용화센터장 △김남균 한국전기연구원 박사 등이 참석했다.


전력반도체는 전력용 파워스위칭 소자와 제어 IC로 구성되어 전자기기에 들어오는 전력을 장치에 맞게 전력을 변환, 분배 및 관리하는 ‘두뇌’ 역할을 하는 반도체다. 4차 산업혁명 시대에 접어들면서 전기차, 스마트카, 로봇, 신재생에너지, 스마트그리드 등 관련 산업이 급성장 하면서 전력반도체의 수요는 급증하고 있다.


전력반도체의 신뢰성과 효율성이 주요 이슈가 되면서 지난 1960년대부터 전력반도체 소재로 사용돼온 실리콘(Si) 대신 고전압·고내열·고집적 등 성능이 우수한 SiC, GaN(질화갈륨), Ga2O3(갈륨옥사이드) 등 화합물 기반 신소재 전력반도체가 주목받고 있다.

SiC 전력반도체는 고전압에서 견딜 수 있으며, 전력변환 효율이 우수해 전기차, 태양광 등 신재생에너지 인버터 등으로 상용화되고 있다. 연비가 중요한 전기차의 경우 기존의 실리콘(Si) 반도체 대비 에너지 손실을 최대 90%까지 절감 가능한 물성을 지닌 SiC 전력반도체가 필수적이다.


GaN 전력반도체는 고속 동작·소형화 가능해 고속충전시스템, 자동차 LiDAR, 통신 등에 널리 사용되고 있다.


이 때문에 우리나라를 비롯한 선진국들은 미래 유망 먹거리로 점찍고 투자에 박차를 가하고 있다. 정부는 지난 4월 차세대 전력 반도체를 집중 육성하기 위한 ‘차세대전력 반도체 기술개발 및 생산역량 확충 방안’을 발표하고 2025년 차세대 전력 반도체 상용화 제품 5개 이상 개발,양산 가능한 6~8인치 파운드리 인프라 구축 등을 추진 중이다.


세계 최초로 200mm SiC 웨이퍼를 출시한 바 있는 미국의 투식스(II-VI)社 김성준 부사장은 SiC 전력반도체 세계시장이 2005년 1천만달러에서 2030년 300억달러로 급성장 할 것이라고 전망했다. 이는 테슬라 등이 주도하고 있는 전기차 시장 확대에 따른 것으로 SiC 웨이퍼가 1천만장이 필요할 것으로 전망되고 있다. 이에 투식스는 생산캐파를 지속적으로 늘리고 있으며 GE 등에 납품 중이다. 대량 생산은 내년부터 본격화 될 전망이다.


김성준 부사장은 “자동차에 들어가는 전력반도체는 파손 시 탑승자 안전과 직결될 수 있어 무엇보다 내구성이 요구된다”며 자동차 업계에서는 200℃에서도 파손되지 않고 수많은 전자파를 견디면서 수만 시간 동안 성능을 유지하는 전력반도체 수요가 높아지고 있어 차세대 SiC 전력반도체 개발이 필요한 시점“이라고 밝혔다.


내년 SiC 심포지엄은 정부의 SiC, GaN, Ga2O3 등 신소재 전력반도체 육성 정책에 발맞춰 ‘와이드 밴드갭(WBG) 반도체 국제 심포지엄’으로 확대 개최된다. 또한 미국, 유럽, 일본 등 전력반도체 선진국에서만 개최돼 왔던 국제 학술대회인 ICSCRM(International Conference on Silicon Carbide and Related Materials)의 2025년 부산 개최를 위한 준비위원회가 발족됐다.


신훈규 교수는 “매년 SiC 심포지엄 등록자들이 늘어나면서 대한민국의 전력반도체 발전 잠재력과 ICSCRM 유치 가능성이 높아지고 있다”며 “정부가 추진 중인 전력반도체 육성 정책을 뒷받침하고 새로운 반도체산업의 먹거리 창출을 위한 산학연관 연결고리 역할을 다하겠다”고 밝혔다.


이날 심포지엄과 함께 외부에 마련된 전시장에서는 국내 최초로 6인치 SiC 잉곳 성장로를 국산화 한 (주)에스티아이(STI)가 장비 모형을 전시했다. 회사는 현재 8인치 잉곳 성장로 개발을 추진 중이다.


한편 포항공과대학교 나노융합기술원(NINT)은 SiC 전력반도체 기술개발과 기업지원을 위해 공유형 제조센터(open-Lab Factory)인 ‘첨단기술사업화센터’를 지난해 11월 준공했다.


총 257억원(도36, 시84, 포스텍 137)이 투입된 센터에는 1,500㎡ 규모의 클린룸 시설과 기업입주 공간이 조성돼 유망 기술기업에게 사업화 연계기술개발, 시제품과 양산이 가능한 인프라를 제공하고, 연구실에서 검증된 첨단기술을 사업화하여 새로운 산업을 창출하는 인큐베이팅 역할을 맡고 있다.


부산시는 전력반도체 산업 생태계 조성 및 지역경제 발전을 위해 비상경제대책회의에서 ‘파워반도체 밸류체인 조성사업’을 추진 중이다. 현재 △파워반도체 상용화 사업 △파워반도체 신뢰성평가인증센터 구축사업 △파워반도체 생산플랫폼 구축사업 △파워반도체 소자제조 전문인력 양성사업 △파워반도체 상용화센터 건립·운영사업 등이 진행되고 있다.


▲ SiC 심포지엄 조직위원장인 신훈규 포스텍 교수가 인사말을 하고 있다.


▲ (주)에스티아이(STI)는 국내 최초로 개발한 6인치 SiC 잉곳 성장로 모형을 전시했다.


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