[반도체 시사] "차세대 차량용 반도체 생태계, '급물살'"

차량용 반도체 관련 기사는 끊이질 않는 것 같습니다. 현재 차량용 반도체 공급난이 지속되고 있는 가운데, 반도체 업계들의 다양한 동태들이 눈에 보이기 시작했습니다.

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차세대 차량용 반도체 생태계, '급물살'

차세대 차량용 반도체는 실리콘 카바이드 (SiC), 산화갈륨 (Ga2O3), 질화갈륨(GaN) 등의 새로운 소재를 기반으로 전력효율을 극대화 시키는데 초점이 맞추어져 있습니다. 글로벌 완성차 업체들은 신소재 기반의 반도체를 내재화함으로써 자동차 전력 효율을 높으닌 한편, 현재 차량용 반도체 공급난에도 적극적인 대응 전략을 짜고 있습니다.

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• 한국자동차연구원에 따르면 차세대 차량용 반도체는 실리콘 대비 높은 전압 사용이 가능하고 전력소모를 줄일 수 있어 전기차에 활용하기 수월합니다. 테슬라는 모델3 전기차 인버터에 ST마이크로일렉트로닉스 6인치 SiC 반도체를 사용하고 있습니다. 8인치 반도체나 산화갈륨(Ga2O3), 질화갈륨(GaN)으로 갈수록 전기차 전력 성능을 개선할 수 있기 때문에 차량용 반도체 수요는 지속적으로 늘어날 것으로 전망합니다. 이에 따라 차량용 반도체 시장은 전기차를 중심으로 2026년에 80조원을 넘을 것으로 기대됩니다.
  
  
• "현대차, 차세대 반도체 개발"
   국내에서 차량용 반도체 생태계에서 첫 스타트를 시작한 현대자동차와 국내 팹리스 업체인 파워큐브세미가 산화갈륨 기반의 전력관리반도체 PMIC 제품을 개발하고 있습니다. PMIC는 Micro Controller Unit, MCU와 함께 대표적인 차량용 반도체로 현재 공급난에 시달리고 있습니다.
  
   2022년에도 차량용 반도체의 공급난이 심화되면서 완성차 최초로 산화갈륨 기반의 PMIC를 개발합니다. 산화갈륨 반도체는 실리콘, 게르마늄 등 기존 반도체 재료와 비교했을 때, Energy bandgap 이 크기 때문에, 2,000V 이상의 고전압을 견딜 수 있고, 고전압이 요구되는 차량용 부품에 내장되거나 전기차에 적용했을 때, 높은 전력효율을 얻을 수 있습니다. 또한 산화갈륨 PMIC는 반도체 소자 크기를 줄여 대면적 웨이퍼에 생산 가능하고, 그에 따라 반도체 칩 수를 늘릴 수 있어 차량용 반도체 공급난에 대응할 수 있을 것으로 기대됩니다.
  
   산화갈륨 기반 반도체를 개발하는 것은 현재 현대자동차가 최초이며, 전기차에는 6인치 SiC 반도체가 쓰이고 있습니다. 전력효율을 높이면서 차세대 반도체 시장을 선점하기 위해서 현대자동차는 PMIC 개발에 뛰어들었습니다. 현대자동차와 파워큐브세미는 국책 과제의 일환으로 산화갈륨 반도체 다이오드와 전력 MOSFET 소자를 만들어 차량용 반도체 공급난에 대응할 반도체를 개발할 것으로 보입니다. PMIC 뿐만 아니라 MCU 등 차량용 반도체 제품군을 강화해 나갈 것으로 기대됩니다.
  
  
• "차세대 반도체 생태계"
  현대촤와 파워큐브세미 두 업체간의 협력은 차세대 차량용 반도체 국내 생태계를 구축하는데 큰 영향을 미칠 것으로 기대됩니다. 현대차는 그동안 독일 인피니언에 SiC 반도체를 받아 사용해왔습니다. 6인치에서 8인치까지 GaN, 산화갈륨 차세대 차량용 반도체 시장은 현재 유럽, 미국, 그리고 일본 등이 주도하고 있기 때문입니다. SiC, GaN, Ga2O3 소재 원료부터 장비, 완제품 모두 해외 의존도가 매우 높은 품목이기에 현대차는 파워큐브세미와의 협력을 통해 SiC와 함께 산화갈륨 기반 차량용 반도체를 동시에 공략할 것으로 기대됩니다. 
  
   SiC 반도체는 현재 차세대 차량용 반도체 제품으로 주목받고 있습니다. 테슬라는 SiC 제품을 탑재 한 후 세계 20개 이상의 자동차 업체가 전기차 충전기 등에 SiC 반도체를 사용하고 있습니다. 국내 기업도 SiC 등 차량용 반도체 핵심 업체로 분류됩니다. LX세미콘, DB하이텍, 예스파워테크닉스 등이 SiC 반도체를 개발하거나 양산 경력이 있습니다. DB하이텍은 8인치 PMIC와 MCU를 실리콘 기반으로 생산했고, 이어 SiC 반도체로 개발한다는 목표를 세웠습니다. LX세미콘은 LG이노텍부터 SiC 반도체 자산을 인수해 SiC 반도체 개발에 박차를 가하고 있습니다. 
  
  
• 반도체 업계 관계자는 "자동차 전동화 과정에서 전기차 반도체의 가치는 기존 내연차 대비 2배에 달해 공급망과 가격에 혼란을 주고 있으며 국내 완성차와 반도체, 소부장 협력은 반도체 공급 부족 단기 상황에 대응하고 변화를 줄 것으로 기대된다"고 말했습니다. 
   

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출처 : 전자신문

 

[스페셜리포트] 차세대 차량용 반도체 생태계 '급물살'