차세대 전력반도체 시장 `도전장`… 메모리 편중 벗어나 화합물 반도체 신시장 개척

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우리나라가 차세대 전력반도체 시장에 도전장을 내민다. 메모리에 편중된 현 반도체 산업 구조를 다원화하고, 위기에 빠진 반도체 산업의 새로운 활로를 찾는다는 목표다.

3일 업계에 따르면 정부는 차세대 전력반도체로 꼽히는 화합물 반도체를 중심으로 대규모 전력반도체 연구개발(R&D) 사업을 추진할 계획이다. 화합물 전력반도체가 해외에서도 상용화 초기 단계에 있는 만큼 5년여 뒤를 내다보고 중장기 사업으로 진행할 방침이다. 정부가 전력반도체에 초점을 맞춰 중장기 R&D 사업을 추진하는 것은 처음이다.

전력반도체는 전력 변환에 쓰이는 것으로 스마트그리드, 전기차 등 신규 수요에 힘입어 급성장하는 분야다. 세계 시장 규모가 지난해 300억달러에서 오는 2019년 400억달러에 이를 전망이다. 우리나라는 전력관리반도체(PMIC) 일부를 제외하면 전력 소자는 대부분을 외산에 의존하고 있다. 이는 시스템반도체 산업 전반의 부진과 맞물려 우리 반도체 산업이 메모리 중심의 불균형적인 구조에서 벗어나지 못하는 결과를 가져왔다.

이에 따라 전력반도체 산업을 육성하기 위해 현재 주를 이루는 실리콘이 아닌 화합물 전력반도체로 새로운 돌파구를 찾아야 한다는 목소리가 높다. 질화갈륨(GaN)과 실리콘카바이드(SiC) 기반의 화합물 전력반도체는 기존 실리콘 계열에 비해 전력 손실이 낮아 차세대 전력반도체로 주목받고 있다. 다만 원가가 비싸기 때문에 생산 효율성을 높여 원가를 낮추는 기술 확보가 관건이다.

이 중에서도 GaN 전력반도체는 아직 해외에서도 상용화되지 않아 우리나라가 지금이라도 시작하면 대응이 가능하다는 분석이다. 미국도 올 초 기존 실리콘 반도체의 한계를 극복하기 위해 백악관 주도 아래 차세대전력전자연구기관(Next Generation Power Electronics Institute)을 설립했다.

우리 정부는 이에 대응하기 위해 산업통상자원부를 중심으로 차세대 전력반도체 산업 육성 계획을 수립 중이다. 사업 기간과 규모는 5~7년, 약 2000억원에 이를 것으로 알려졌다. GaN, SiC 기반 화합물 전력반도체 소자 기술을 개발하는 한편 실제 수요기업과 연계하기 위해 시제품 제작지원센터도 구축할 계획이다.

산업부 관계자는 “전력반도체를 우리나라 반도체 산업의 새로운 성장 동력으로 만들기 위한 방안을 마련 중”이라며 “하반기 예비타당성 조사를 거쳐 육성 계획을 최종 확정할 것”이라고 전했다.

<(단위:억달러) ※자료:업계 종합>

(단위:억달러) ※자료:업계 종합

이호준기자 newlevel@etnews.com