급성장하는 6인치 SiC 웨이퍼…2025년 시장 14배 커진다

대전시 유성구 국립중앙과학관의 전기차 초고속 충전소(사진은 기사 내용과 관련이 없음). 2021.11.29/뉴스1

(서울=뉴스1) 문창석 기자 = 전기차 보급이 확대되면서 전기차 전력반도체의 필수 부품인 실리콘카바이드(SiC) 웨이퍼가 각광을 받고 있다. 특히 주행거리 확대와 충전거리 단축을 위해 고전압 충전 시스템이 필요하면서 6인치 SiC 웨이퍼 제품의 수요가 급격히 커질 것으로 예상된다.

3일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 전세계 전기차 시장에서 6인치 SiC 웨이퍼의 수요는 올해 12만개에서 2025년 169만개로 4년 동안 약 14배 성장할 전망이다.

SiC 웨이퍼는 탄소를 높은 온도로 가열해 제조한 탄화규소로 만든 웨이퍼다. 고온·고압에서 만드는 만큼 기존의 실리콘 웨이퍼와 비교해 에너지 효율이 높고 저항이 낮으면서도 단단하다. 그 때문에 전기차에 쓰이는 전력반도체에 주로 사용된다.

그중에서도 6인치 제품은 2인치·4인치 제품보다 생산성이 월등하게 높은데, 이를 만드는 데는 높은 기술력이 필요하다. 현재 6인치 SiC 웨이퍼는 북미와 유럽의 일부 기업만 생산하고 있을 정도로 진입 장벽도 높다. 최근 국내에서도 연구·개발이 활발히 진행 중이다.

매년 급격히 성장하는 전기차에 들어가는 부품인 만큼 6인치 SiC 웨이퍼는 미래 성장 분야로 꼽힌다. 특히 전기차는 주행거리 확대와 충전시간 단축이 핵심이라, 고전압 제품에 들어가는 6인치 SiC 웨이퍼를 확보하기 위한 자동차 제조사들의 경쟁이 치열해지는 상황이다.

트렌드포스는 주요 자동차 제조사들이 잇따라 800볼트(V)의 고전압 전기차 충전 시스템을 도입하면서, 게이트 전압을 통해 전류를 제어하는 방식인 '실리콘(Si) 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT)' 모듈이 SiC 웨이퍼를 사용한 전원 장치로 완전히 대체될 것으로 예상했다.

실제로 주요 자동차 부품 공급업체들은 대체로 SiC 부품을 선호하고 있다.

델파이는 이미 800V SiC 인버터를 양산하기 시작했으며, 보그워너와 ZF, 비테스코 등도 각각 관련 솔루션을 내놓고 있다.

현재 SiC 웨이퍼는 8인치 제품을 개발하는 데까지 기술이 발전했지만, 당분간은 6인치 제품이 시장을 지배할 것으로 전망된다. 트렌드포스 측은 "수율 상승은 물론 6인치 생산라인을 8인치로 전환하는 데도 시간이 더 필요하다"며 "6인치 SiC 기판이 최소 5년 이상 주류가 될 것"이라고 말했다.