SK하이닉스 자회사 SK키파운드리가 질화갈륨(GaN) 전력반도체 개발에서 괄목할 만한 성과를 거뒀다. 비즈니스코리아의 최근 보고서에 따르면 파운드리 공장은 2024년 하반기부터 테슬라용 전력반도체 생산을 시작할 예정이다.
보고서에 따르면 SK 키파운드리는 6월 초에 효율성과 내구성 면에서 전통적인 실리콘 기반 반도체를 능가하는 650V GaN 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)의 주요 소자 특성을 달성했다고 발표했다. 이러한 발전은 SK 키파운드리가 올해 말까지 GaN 전력 반도체 개발을 완료하려는 계획과 일치한다.
TSMC도 몇 년 전에 GaN 시장에 진출한 것은 주목할 만한데, 고객을 위해 100/650V 이산 GaN 전력 장치를 제조하기 위한 GaN 공정을 제공하기 때문이다. 예를 들어, 2020년에 세계 최대의 파운드리가 STMicroelectronics와 협력한다고 발표했다. 보도 자료 에 따르면 , ST의 GaN 제품은 하이브리드 및 전기 자동차용 자동차 컨버터 및 충전기와 관련된 애플리케이션을 포함하여 TSMC의 선도적인 GaN 공정 기술을 사용하여 제조될 예정이다.
SK 키파운드리 개발과 관련해 비즈니스코리아는 GaN 기술 개발에 집중하기 위해 2022년 공식 팀을 꾸렸다고 언급했다. 또한 업계 소식통을 인용해 SK 키파운드리가 올 하반기부터 테슬라용 전력반도체 생산을 시작할 것이라고 전망했다.
아울러, 향후 급속충전 어댑터, 데이터센터, 에너지저장장치(ESS) 등의 시장에도 진출하는 등 사업 영역을 넓히는 방안도 검토 중이다. 11월부터 청주 8인치 웨이퍼공장에서 전력관리칩(PMIC)을 생산할 예정이다.
파운드리는 지금까지 SK하이닉스의 매출에 크게 기여하지 않았지만, 전력 반도체의 개발은 전체 파운드리 매출을 끌어올릴 수 있다. 보고서에 따르면, SK 키파운드리는 디스플레이 드라이버 IC(DDI) 및 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)과 같은 비메모리 반도체에 대한 계약 생산도 제공하여 제품 라인업을 더욱 다양화한다.
새로운 에너지 시장의 현재 상황에서 SiC 및 GaN과 같은 3세대 반도체가 상당한 인기를 얻었다. SiC(실리콘 카바이드) 및 GaN은 기존 실리콘에 비해 상당한 이점을 제공할 수 있다.
반도체 소재는 소위 “밴드갭”을 가지고 있는데, 이는 전자가 존재할 수 없는 고체의 에너지 범위이다. 독일 칩 제조업체인 인피니언에 따르면, GaN의 밴드갭은 3.4eV인 반면 실리콘의 밴드갭은 1.12eV이다. GaN의 밴드갭이 더 넓어 실리콘보다 더 높은 전압과 온도를 견딜 수 있다.
SiC가 고전력 영역을 지배하는 반면, GaN은 더 낮은 전력 수준에서 탁월하여 전도 손실이 더 낮다.
