SUMMARY 전력반도체 최신 기술 이슈 및 향후 전망 ｌ저자ｌ김진섭 시스템반도체PD / KEIT 김기진 팀장 / KEIT 전력반도체 기술의 주요 동향 및 전망 ★ 기존 전력반도체는 Si 기반 전력반도체가 주된 기술 이였으나 그 성장 속도는 늦춰줘 이미 성숙한 시장으로 진입했고 반면 SiC/GaN 기반 WBG(Wide Band Gap) 전력반도체는 EV/HEV 시장의 성장과 함께 급성장하는 기술 분야로 떠오르고 있음 ★ WBG 전력반도체는 Si 기반 반도체보다 높은 에너지밴드 갭, 스위칭 속도, 온도특성 등의 이유로 전력 모듈을 고효율, 고 신뢰성, 소형, 경량화가 개발 가능하여 2018년 테슬라 모델부터 EV/HEV 전력모듈에 WBG 전력반도체가 적용되기 시작했으며 미국, 일본, 독일 등 기술 선진국들은 공장증설 등 투자 금액을 증액하고 있음 ★ “기후 변화 대응”정책과 맞물린 핵심 기술로써 WBG 반도체는 생활가전, EV/HEV를 시작으로 산업용, 전력전송용까지 확장하려는 마일스톤을 가지고 있으며 이는 기존 전력반도체 시장의 새로운 패러다임 시사점 및 정책제안 ★ 정부주도의 WBG 전력반도체 생산 제조 시설은 존재하나 기업 위주의 생산시설은 현저히 부족하여 기업의 인프라 구축을 위한 적극적인 투자 유도 필요 ★ WBG 전력반도체 생산 시설도 고 전력을 목표로 하는 SiC 기반 시설 투자와 중 전력을 목표로 하는 GaN 기반 시설 투자로 이원화하여 진행해야 하고 이는 장기적인 정부 지원 통해 투자 비전을 명확히 해야 함 ★ WBG 반도체 소자의 특성은 아직 연구 초기 단계로 소자 특성 개선 및 성능 분석에 대한 지속적인 R&D 투자로 성능 극대화 및 성능 안정화를 달성해야 함 ★ 수요기업과 원활한 소통 및 기술교류를 위한 조직을 구성하여 수요자의 요구와 검증을 통해 투자 산업의 발전 속도를 높일 수 있도록 추진 46 | 한국산업기술평가관리원 PD ISSUE REPORT NOVEMBER 2021 VOL 21-11 1. 전력반도체 최신 이슈 전력반도체란 ★ 전력반도체란 전기에너지를 활용하기 위해 전력변환(DC-AC, AC-DC) 인버터, 전력변압(DC-DC) 컨버터, 전력 분배 및 제어를 수행하는데 사용되는 부품으로 주로 정류, 증폭, 스위칭 역할을 수행하는 반도체 ★ 삼성전자, SK하이닉스가 주도하고 있는 메모리 반도체, 인텔/엔비디아가 주도하고 있는 시스템 반도체는 수 V 동작전압과 수 mA 동작전류로 작동하는 반면 전력반도체는 수십 V~수 kV 동작전압과 수A~수십A 동작전류로 작동함 | 그림 1. 반도체 소재에 따른 특징 [1] |