반도체 산업 탐구: 국내 전력반도체 관련 기업 분석

Si 전력반도체까지 국내 산업은 미미한 수준이었다. 그러나 차세대(SiCㆍGaN) 전력반도체에서는 다른 양상을 보일 것으로 예상된다. 웨이퍼부터 최종 칩까지 전반적인 Value-Chain이 구축될 가능성이 높다. 기술력과 자본력을 보유한 대기업들의 진입 의지가 핵심 배경이다.

 

 

 

1. 국내 전력반도체 산업 지형도 분석 및 전망

 

1.1. SK그룹: 전력반도체 왕국 구축을 위한 모든 것을 다 갖춰가는 중

 

▶ 전력반도체 사업의 시작점, SK실트론

 

차세대(SiCㆍGaN) 전력반도체 산업에서 이전(Si) 대비 가장 큰 변화는 웨이퍼 산업에서 확인된다. 따라서 웨이퍼 제조 Value-Chain을 확보하고 있는 것은 전 체 Value-Chain 수직 계열화 측면에서 유리하다.

 

SK그룹은 웨이퍼 제조 계열사인 SK실트론을 보유하고 있다. 20년 기준 6인치 (150mm) 이상 SiC 웨이퍼 제조가 가능한 제조사는 글로벌 4개사에 불과했다. Wolfspeed, Coherent, SiCrystal에 이어 SK실트론은 글로벌 점유율 4위를 차지하 고 있다. 경쟁력을 확보하고 있는 만큼 향후 점유율 순위의 재편도 기대할 수 있 다. 목표대로 진행될 경우 25년 이후 글로벌 점유율 2위권으로 도약도 가능하다.

 

 

 

 

 

▶ 부족한 칩 Value-Chain 추가

 

그룹 내 부족했던 SiC와 GaN 각각의 칩 제조 Value-Chain을 추가했다. 기존 2 대 주주로 있던 SiC 칩 제조사 예스파워테크닉스는 지난 4월 SK에서 총 95.8% 의 인수를 마쳤다. 더불어 GaN 반도체 제조사인 RFHIC와는 지난 9월 예스파 워테크닉스를 주체로 한 MOU를 체결했다. 양사는 향후 JV를 설립할 예정으로 현재 JV 설립 관련 막바지 작업 중이다.

 

 

 

 

▶ 계열사간 시너지 극대화, 자체 Captive Market 형성

 

그룹 내 EV 충전기부터 ESS, 가전, 신재생 에너지까지 전력반도체 수요처인 계열사들이 존재한다. 전력반도체 생산부터 소비까지 그룹 내 내재화가 완성된다.

 

 

 

1.2. LX세미콘: 설계를 넘어 생산까지, 대형 Epi House 등극 가능

 

LX세미콘은 지난 21년 10월 LG이노텍이 보유하고 있던 SiC 웨이퍼 제조 관련 특허 60건과 생산 설비를 양수받았다. 특허 세부 내용을 보면, Epi 공정 관련 기술들이 주요 내용이다.

 

SiC 잉곳부터 제작하기에는 기술이나 생산 시설 자체 확보가 어려움이 있다는 점을 감안할 때, LX세미콘은 Epi 공정 특화 Value-Chain으로 진입을 목표하고 있다고 판단된다. LG이노텍으로부터 청주 공장 SiC 웨이퍼 제조 장비 역시 양수 받았기 때문에 기존 설계만 하던 것과 달리 전력반도체 생산까지 사업영역을 확 대해갈 것으로 예상된다.

 

 

1.3. DB하이텍: 차세대 먹거리로 SiCㆍGaN 파운드리 목표

 

기존에 보유한 파운드리 역량을 기반으로 SiC와 GaN 전력반도체 공정 기술을 개발 중이다. 특히 GaN 전력반도체의 경우 에이프로세미콘(에이프로 자회사)과 공동개발 MOU를 체결했다. 양사는 24년까지 공동개발을 추진할 예정이며, DB 하이텍은 에이프로세미콘의 GaN Epi 웨이퍼를 구매해 사용할 계획이다. 현재 개 발 초기 단계로, 향후 2~3년 후인 24년 이후부터 사업 본격화가 예상된다.

 

 

 

2. 국내 전력반도체 산업 Value Chain

 

 

 

2.1. SK그룹 체인

 

- 예스파워테크닉스(비상장): SK가 지분투자한 지분 95.8% 자회사다. 예스파워 테크닉스는 SK실트론으로부터 SiC 웨이퍼를 수급받아 SiC 전력반도체 완제품을 생산한다. 국내외 가전향 공급을 시작으로 향후 전기차/전기 오토바이향 제품까 지 공급을 본격화할 예정이다.

 

- RFHIC&RF머트리얼즈: 예스파워테크닉스와 JV를 설립한다. 현재 JV 설립 막 바지 논의 단계에 있다. 기존 5G 통신장비 외에 가전용, 전기차용 충전기 관련 전력반도체 공급 확대가 예상된다.

 

 

 

2.2. SiC를 외부 소싱하여 device 및 모듈을 제조하는 회사

 

- KEC: 전력반도체 사업을 50년 넘게 영위해 오고 있다. 폭넓은 제품 포트폴리 오와 검증된 레퍼런스를 바탕으로 안정적인 Si 제품 매출이 발생 중이다. 차세대 전력반도체인 SiC 시제품은 2019년 개발 완료했다. 한국산업기술평가관리원으로 부터 SiC MOSFET에 대해 상용화 적합 평가를 받은 국내 2개 업체 중 하나이며, 현재 프리미엄 TV향 소량 SiC 제품 공급은 성공했다. 향후 양산 본격화가 예상 되며, 대규모 양산라인 증설은 2H23~1Q24 중으로 예상된다.

 

- 파워큐브세미(비상장): KEC와 더불어 한국산업기술평가관리원으로부터 SiC MOSFET에 대해 상용화 적합 평가를 받은 업체다. 2013년 설립한 업체로, 여타 전력반도체 업체들 대비 업력은 짧으나 기술력을 빠르게 증명하고 있다.

 

- 아이에이(트리노테크놀로지): 조향장치용 Si 전력모듈, 전력제어기 제품을 주력으로 공급 중인 회사다. 자회사인 트리노테크놀로지가 개발과 생산을 담당하고 있으며, 현재 SiC에 대한 개발은 완료했으며 상용화를 위해 준비 중이다. 주력 고객사는 현대차와 중국 BYD 등으로 기존 고객사와의 레퍼런스를 바탕으로 SiC 제품까지 거래를 지속하기 위해 노력 중이다.

 

 

 

2.3. GaN Epi wafer 제조를 시도하는 회사

 

- 에이프로: 2차전지 활성화 공정에 쓰이는 충방전기와 테스트 장비를 제조하는 회사다. 100% 자회사인 에이프로세미콘을 통해 GaN Epi 공정을 처리한다. 자체 생산한 GaN 전력반도체(GaN on Si)를 적용해 고온가압 충방전기의 에너지 효율 높일 예정이다. 이후 여타 전방시장까지 GaN 전력반도체 사업을 확대하는 것을 계획 중이다. 20년 GaN on Si에 대한 소자 개발을 완료했으며, 현재 수율은 긍정적으로 확인되는 상황이다. 향후 DB하이텍을 시작으로 GaN Epi 웨이퍼 매출도 본격화될 것으로 전망된다.

 

- 아모센스: GaN 반도체 사업을 위해 개발 진행 중이다. 여타 경쟁사들과 패키징 방식을 차별화하는 것을 목표하고 있다. 해당 기술이 완벽히 실현될 경우 좀 더 고출력(High-Power) 구현이 가능하다. 향후 태양광, 전기차 등의 시장 진입을 계획 중이다.

 

 

 

2.4. 전문 Epi House

 

- 아이브이웍스(비상장): GaN Epi 공정 전문 회사다. 일반적으로 사용하는 MOCVD 장비가 아닌 MOCVD를 차용해 단점을 개선하고 생산성을 높인 자체 개발 장비를 보유 중이다. 또한 GaN Epi 만이 아니라 GaN 물질로 웨이퍼 자체를 만드는 고유 기술을 보유하고 있어 향후 GaN on GaN 과 같은 화합물 반도체 구현이 가능할 것으로 예상된다. GaN on GaN의 경우 GaN on Si 대비 내전압이 높아 전기차에도 사용될 수 있다.

 

- 아르케(비상장): SiC Epi 공정 전문 회사다. OELD TV, 전기차 등 여러 어플리 케이션에 대한 제품을 준비 중이다. 6인치(150mm) 기준, 의미있는 수준의 수율 이 확인되고 있는 것으로 파악된다. 23년 본격 양산을 목표 중이며, 이와 함께 신 규 설비 투자 등 Capa 확대가 진행될 것으로 예상된다.

 

 

 

출처: 각 사, 언론보도, 신한투자증권

 

 

뜨리스땅

 

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