전력효율·내구성 뛰어난 3대 신소재 반도체 개발 나선다

6~8인치 파운드리 인프라 국내 구축…차세대 전력 반도체 상용화 제품 5개 이상 개발

▲삼성전자 반도체 공장 모습. (사진제공=삼성전자)

민·관이 실리콘(Si) 대비 전력 효율, 내구성이 뛰어난 3대 신소재 반도체 개발에 나선다.

정부는 1일 제7차 혁신성장 BIG3 추진회의를 열고, 차세대 전력 반도체를 집중 육성하기 위한 ‘차세대 전력 반도체 기술개발 및 생산역량 확충 방안’을 발표했다.

차세대 전력 반도체란 실리콘(Si) 대비 전력 효율과 내구성이 뛰어난 실리콘카바이드(SiC), 질화갈륨(GaN), 갈륨옥사이드(Ga2O3) 등 3대 신소재 웨이퍼로 제작된 전력 반도체로서 AI, 5G 등의 디지털 뉴딜과 전기차, 신재생에너지 등의 그린 뉴딜의 핵심 부품이다.

정부는 국내 차세대 전력 반도체 산업 생태계 구축을 위해 상용화 제품 개발, 기반기술 강화, 미래 제조공정 확보 등을 본격 지원한다.

2025년까지 수요연계 R&D를 통해 차세대 전력 반도체 상용화 제품을 5개 이상 개발하고, 양산 가능한 6~8인치 파운드리 인프라를 국내에 구축한단 목표다.

산업부는 상용화 제품 개발을 위해 수요연계 및 시제품 제작을 지원하기로 했다. 단기에 상용화 가능한 분야를 중심으로 소자-모듈-시스템이 연계된 R&D 과제를 기획해 상용화를 촉진하고, 수요-공급 연계 온라인 플랫폼과 융합얼라이언스 등을 활용해 상용화 성과를 확대한다.

국내 유일의 6인치 SiC 반도체 시제품 제작 인프라인 파워반도체 상용화 센터를 활용해 시제품 제작 서비스를 제공하고, 민간 파운드리의 인프라 투자를 적극 지원할 계획이다.

신소재 응용 및 반도체 설계·검증 등 기반기술을 강화한다. 실리콘 소재의 한계를 극복하기 위해 SiC, GaN, Ga2O3 등 화합물 기반 신소재 응용기술을 개발하고, 국내 기업의 소재·웨이퍼 기술 확보를 지원해 밸류체인을 견고화한다.

고집적·고성능 차세대 전력 반도체 개발을 위해 파워 IC 설계 기술개발을 지원하고, 설계와 제조를 연계하기 위한 공정 표준 설계 키트(PDK)도 개발해 반도체 제조 역량을 강화할 방침이다.

미래 양산 수요에 대비하기 위한 제조 공정 확보를 지원한다. 아직 초기인 차세대 전력 반도체 제작 공정을 최적화·고도화해 시제품 제작~양산에 이르는 기술력을 확보하고, 신뢰성 평가를 지원하기 위한 장비를 부산 파워반도체 상용화 센터에 구축한다.

차세대 전력 반도체 관련 파운드리 서비스를 확대하기 위해 국내 파운드리와 6~8인치 기반의 양산 공정 구축 및 선행기술 확보를 적극적으로 협의·지원하기로 했다.

성윤모 산업부 장관은 “AI, 5G 등 신기술의 구현과 및 자율차, 신재생 등 미래 성장 분야의 활성화를 위해서는 전력의 효율적인 관리가 필수이며, 차세대 전력 반도체는 이를 위한 핵심 부품”이라며 “정부는 아직 초기인 차세대 전력 반도체 시장을 선점하고 미래 경쟁력을 확보할 수 있도록 R&D, 인프라 등을 적극적으로 지원하는 동시 민·관의 공동 노력과 밸류체인 간의 연대·협력을 바탕으로 견고한 산업 생태계를 구축해 나가겠다”고 말했다.