SiC 단결정 기술동향 및 시장전망

SiC Wafer는 고효율 LED와 전력반도체 기판으로 기대를 모아왔으나 SiC wafer의 제조기술의 어려움에 따른 높은 가격과 공급업체의 부족 등으로 인하여 시장 성장에 한계가 있었다.

특히 고효율 LED용으로는 미국의 Cree사가 SiC Wafer 공급을 좌우할 뿐만 아니라 관련 특허도 보유하고 있어 실제로 LED용 SiC 시장은 Cree 외 다른 업체의 참여를 기대하기 어려운 시장이다. 그러나 전력반도체 시장은 세계적 공통과제로 부각되고 있는 에너지와 지구환경문제와 관련되어 에너지 총 소비에서 약 35% 정도를 차지하고 있는 전기 에너지 절약기술의 중요성이 점차 증가하고 있다.

에너지를 절약하고 제품을 축소하기 위하여 전력공급 장치나 전력변환 장치에 사용되는 전력 반도체는 고유의 기능을 통해 에너지 효율 제고 및 시스템 안전성, 신뢰성을 좌우하는 역할을 담당하므로 친환경과 에너지 절감이라는 글로벌 이슈를 해결하는 데 기여할 것으로 기대되고 있다.

특히 기존의 실리콘 전력소자에 비하여 이론적으로 전력 소모가 1/100인 SiC 전력소자는 획기적인 에너지 절감 효과가 있을 것으로 기대되고 있다. 또한 고온소자로 응용할 경우 시스템 비용 절감뿐만 아니라 극한 조건에서도 사용될 수 있기 때문에 효과는 아주 클 것으로 예상한다. 이와 같이 SiC 반도체 소자는 그 우수한 특성으로 인해 미국, 일본, 유럽 등 기술 선진국에서는 이미 상당한 수준의 기술 개발과 단결정 기판의 상용화가 이루어지고 있으며 거대 프로젝트를 구성하여 연구에 박차를 가하고 있다.

이미 전력반도체 업체들은 SiC Wafer 제조업체들과 협력을 강화하면서 SiC 전력소자의 상용화에 박차를 가하고 있다. 향후 모든 전력반도체를 SiC 기반의 반도체로 생산하겠다고 밝힌 일본의 Rohm사는 지난 2009년 Seimens로부터 독일의 SiC 기판업체인 SiCrystal사의 주식 74.5%를 취득했으며, 반도체 Application 전문회사인 Power Integration도 2010년 미국의 SiC 업체인 SemiSouth Laboratories, Inc에 전략적 투자(3천만불)를 실시하여 태양광/풍력발전용 인버터, HEV/EV 자동차용 Application을 개발하고 있다.

이에 따라 전 세계 SiC Wafer 시장은 2012년 52.6M$ 규모에서 2013년에는 58.6M$ 규모로 성장할 것으로 예상한다. 시장은 연평균 28.1%로 지속적으로 성장하여 2015년에는 87.9M$, 2020년에는 552.5M$ 규모로 급성장할 것으로 전망된다.

<출처: SNE리서치>