국내 기업이 그동안 전량 수입해 온 차세대 트랜지스터 핵심소재인 질화갈륨(GaN) 실리콘 웨이퍼를 국산화 했다. 이로써 미국과 일본 등지의 선발기업 기술종속에서 벗어날 수 있게 됐다.
반도체 소재기업인 아이브이웍스(대표 노영균)는 국내에서는 처음으로 DC 전원과 RF 전원 트랜지스터용 8인치 질화갈륨(GaN) 실리콘(Si) 에피웨이퍼와 4인치 GaN 탄화규소(SiC) 에피웨이퍼를 국산화하는데 성공했다고 21일 밝혔다.
질화갈륨 에피웨이퍼는 실리콘이나 탄화규소 웨이퍼 위에 질화갈륨 계열의 단결정층을 성장시킨 웨이퍼다. 전력 변환 효율이 높은 차세대 반도체 소재다. 고효율 전력변환 분야, 무인자동차 센서, 전기자동차 전공공급기, 방산용 레이더, 5세대(G) 이동통신 전력 증폭기 분야에 사용한다.
아이브이웍스는 산업통상자원부 소재부품기술개발사업 지원을 받고, 29억원을 투자 유치해 파일럿 생산라인을 구축했다. 질화갈륨 에피웨이퍼 기술 연구는 계속됐지만 실제 국산화 해 사업화로 연결하는 것은 이번이 처음이다.
이 회사가 개발한 질화갈륨 에피와이퍼는 성능도 뛰어나다. 8인치 질화갈륨 실리콘 에피와이퍼의 경우 트랜지스터와 구동회로를 한 기판에 집적할 수 있다. 전자이동도가 높은 기판을 사용해 구동회로 동작이 가능하게 했다. 전자이동도는 볼트세컨드(VS) 당 2500㎠, 면저항은 1스퀘어(가로·세로1㎝) 당 360옴(Ω)이다. 면저항 균일도 5%, 두께 균일도 2%, 항복전압 600볼트(V) 등 최고 수준의 특성 확보에 성공했다.
4인치 질화갈륨 탄화규소 에피웨이퍼의 전자이동도는 VS당 1800㎠, 면저항은 1스퀘어당 350Ω이다. 면저항 균일도는 3%, 두께 균일도는 2%다.
아이브이웍스는 국내외 관련 업체와 파트너십을 맺고 5G 이동통신 및 방산시장에 적극 진출할 계획이다.
이달 초에는 대구경 양산 장비를 추가로 발주하는 등 생산량을 늘리기 위한 작업도 진행하고 있다. 앞으로 생산성 극대화를 위한 기계학습 플랫폼을 더해 내년에는 월 1000장 규모의 생산 능력을 확보할 계획이다.
노영균 대표는 “국내 아무도 사업화에 도전하지 못한 공백기술 분야에서 국산화 성과를 거뒀다”면서 “양산 첫해 연매출 80억원, 이후 매년 50% 이상의 성장률을 거둬 5년간 850억원이 넘는 수입대체 효과를 기대할 수있다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
