예스파워테크닉스, 국내 최초 SiC 전력반도체 개발 완료…대량양산체제 구축

증권 입력 2021-12-02 10:05:51 수정 2021-12-05 21:59:45 배요한 기자 0개

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[서울경제TV=배요한기자] 신종 코로나 바이러스 감염증(코로나19)과 친환경 트렌드로 인해 전기차(EV) 시대가 앞당겨지고 있다. 이에 글로벌 완성차 및 배터리 업체들은 주행 성능 확대를 위한 기술 개발에 사활을 걸고 있다. 전기차 시장이 춘추전국시대에 접어들면서 전기차의 궁극적 목표인 완전자율주행이 상용화되기까지는 아직 시간이 필요한 가운데 주행 거리 및 연비 확보가 현재 가장 큰 경쟁력으로 떠오르고 있기 때문이다. 

 

주행 거리 확보에 절대적인 배터리 성능은 배터리 용량이 대부분을 차지하고 있다. 하지만 차량의 부피와 무게를 고려해야 하는 만큼 무작정 배터리 용량을 키우는 것은 한계가 있다. 이에 따라 전기차의 배터리 전력 소모를 줄여주는 전력 효율성에 대한 관심이 커지고 있다.

 

코스닥 상장사 예스티 자회사 예스파워테크닉스는 국내 최초로 차세대 SiC 전력반도체를 개발해 양산에 성공했다. SiC 전력반도체는 전력 효율성을 극대화해 배터리 수명을 늘려준다. 예스파워테크닉스는 전세계에서 미국, 일본에 이어 3번째로 제품 상용화에 성공했다.

 

2일 회사 관계자는 “전력효율성을 좌우하는 핵심부품인 전력반도체의 중요성은 나날이 커지고 있다”며 “기존 Si 전력반도체는 고전압, 고주파와 같은 새로운 제품 환경을 견뎌내는데 한계가 존재했지만, SiC 전력반도체는 이러한 문제점을 해결해줄 수 있다”고 설명했다.

 

◇차세대 ‘SiC 전력반도체’ 고전력·고내열성·전력효율↑ = SiC 전력반도체 고전압 Si(실리콘)과 C(카바이드)가 결합된 형태의 화합물 반도체다. 기존에 개발된 실리콘 반도체와 비교해서 뛰어난 성능을 자랑한다.

 

반도체 업계에 따르면 SiC 전력반도체는 실리콘 반도체와 비교해 약 10배의 전압을 견뎌낼 수 있어 높은 전력 효율성을 지니고 있으며, 두께도 1/10 수준인 것으로 알려졌다. 특히 SiC소재는 기존 대비 3배(600도)까지 견디는 고내열성을 갖추고 있어 차량용, 가전, 철도, 태양열 등 다양한 분야에서 적용이 가능하다.

 

회사 관계자는 “SiC 전력반도체는 에너지 효율이 높아 일반 실리콘 웨이퍼 제품 대비 전기차 주행 거리를 5~10% 늘릴 수 있다”며 “앞으로 전기차 시장이 확대될수록 전력반도체 수요는 증가 추세를 나타낼 것으로 전망된다”고 말했다.

 

시장조사업체 옴디아(OMDIA)에 따르면, SiC 전력반도체 시장 규모는 2020년 7억 달러(약 8,245억원)에서 연평균 32% 성장해 2030년 100억 달러(약 11조 7,790억원)에 이를 것으로 예상됐다.

 

지난 4월 예스파워테크닉스는 대만의 가전 및 전기오토바이 생산기업 H사와 약 500억원 규모의 SiC 전력반도체 공급계약을 체결하며 제품 양산을 본격화 했다.

 

◇SK가 전략적 투자…안정적 밸류체인 구축 = 예스파워테크닉스는 지난 1월 SK실트론으로부터 268억원(지분 33.5%) 규모 전략적 투자를 유치했다. 예스파워테크닉스 입장에서는 웨이퍼 원재료 공급을 안정적으로 확보할 수 있는 든든한 우군을 확보한 셈이다.

 

SiC 전력반도체의 원재료인 SiC 웨이퍼는 미국의 크리(Cree), 투식스스(Ⅱ-Ⅵ), 사이크리스탈(SiCrystal)에 이어 SK실트론이 글로벌 점유율 4위를 차지하고 있다. SiC 전력반도체의 성장성을 눈여겨본 SK실트론은 지난 7월 미국 미시간주 공장 증설에 3,500억원 규모 투자를 시작으로 현재 3만장 수준의 생산능력(CAPA)을 2025년 60만장까지 높이겠다는 계획을 세웠다.

 

또한 SK실트론은 최근 미국 법인에 5년 동안 6억 달러 이상을 투자하고, 오는 2024년까지 경북 구미 공장에 1,900억원을 투입한다는 공격적 투자 계획도 밝혔다.

 

회사 관계자는 “전력반도체 수요가 급증하는 가운데 공급 부족 현상이 발생하면서 원재료 확보가 중요해졌다”며 “SiC 웨이퍼는 글로벌 3~4개 업체가 독점하고 있어 양산에 맞춰 원자재를 수급하는 것이 쉽지 않다”고 설명했다.

 

이어 “예스파워테크닉스는 SK실트론과의 전략적 협업을 통해 안정적 SiC웨이퍼 원재료를 확보했으며, 원재료(웨이퍼)->전력 반도체->모듈->인버터->전기차로 이어지는 탄탄한 밸류체인을 구축했다”고 강조했다.

 

◇SiC 전력반도체 수요 급증…글로벌 완성차 ‘러브콜’ 받을까 = IEA의 세계 전기자동차 전망(Global EV Outlook)에 따르면, 전기차 판매량은 2020년 2,050만대에서 2025년 1억4,420만대로 연평균 47.72% 증가할 것으로 추정됐다. 전기차가 SiC 전력반도체를 채택하는 비중은 2021년 30%에서 2025년 60%로 증가할 것으로 전망됐다.

 

앞으로 전기차 판매량이 폭발적으로 증가할 것으로 예상되는 가운데 핵심 부품으로 자리잡은 SiC 전력반도체의 성장세가 예상되는 대목이다.

 

자동차 업계에 따르면 테슬라 모델3의 경우, 총 48개의 전력반도체가 탑재된 것으로 알려졌다. 테슬라의 뒤를 이어 글로벌 완성차 업체들도 전기차 1대당 40개 이상의 SiC 전력반도체를 탑재할 것이라는 전망도 나오고 있다.

 

특히 전기차 시대로 접어들면서 인포테인먼트, 자율주행 등 IT 기술이 고도화함에 따라 전력반도체의 사용은 증가할 수 밖에 없다는 관측이 지배적이다.

 

예스파워테크닉스는 국책 과제를 통해 국내 완성차 업체와 SiC 전력반도체 개발을 진행 중에 있어 향후 대규모 수주 기대감을 키우고 있다.

 

올해 초 예스파워테크닉스는 산업통상자원부(이하 산자부)가 육성하는 3대 신산업(BIG3) 중 하나인 전기차 인버터용 시스템반도체 소부장(소재·부품·장비) 품목에 선정된 바 있다. 예스파워테크닉스는 정부정책 과제를 통해 국내 완성차 업체에 SiC 전력반도체를 공급하고 제품 개발 협업에 나서는 것으로 추정된다.

 

회사 관계자는 “글로벌 전기차 기업들과의 테스트는 최근 수년간에 걸쳐 진행됐으며, 중국을 비롯한 해외 유명 전기차 업체로부터 러브콜이 들어오고 있다”면서 “이밖에 태양광 인버터 관련 개발이 끝나고 제품 공급을 위한 협상이 진행 중에 있다”고 말했다.

 

한편 예스파워테크닉스는 연매출 300억원 규모의 SiC 전력반도체 생산 능력을 확보했다. 향후 전력반도체 수요에 대비해 2배 증가한 600억원 규모의 캐파 증설에 나선다는 계획이다.

/byh@sedaily.com
 

예스파워테크닉스의 SiC 웨이퍼와 SiC 전력반도체.[사진=예스파워테크닉스] 


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