SK키파운드리가 실리콘카바이드(SiC) 기반 전력반도체 시장 진출을 본격화한다.

SK키파운드리는 고객 맞춤형 SiC 솔루션 제공 조직을 신설하고, 자회사 SK파워텍과의 시너지를 통해 내년 상반기 화합물 전력반도체 파운드리 사업을 개시할 계획이라고 12일 밝혔다.

SK파워텍은 올해 초 SK키파운드리가 250억 원에 인수한 자회사로, SiC 전력소자 설계 및 제조 기술을 확보한 것이 특징이다.

SK키파운드리는 이번 인수와 함께 신설된 솔루션 조직을 중심으로, 올해 말까지 SiC 모스펫(MOSFET) 1200V 공정 기술을 상용화하고 내년 상반기 SiC 기반 전력반도체 파운드리 서비스를 본격적으로 제공한다는 방침이다.

이를 통해 고객 맞춤형 설계·생산 지원을 강화하고, 고효율·고신뢰성 반도체 공급 역량을 확대하는 것이 목표다.

전력반도체는 전력 변환 및 제어 기능을 담당하는 핵심 부품으로, 전자제품, 전기차, 수소차, 5G 통신 장비 등 다양한 산업에서 사용된다.

특히 SiC 전력반도체는 고온·고전압 환경에서도 98% 이상의 전력 변환 효율을 유지해 에너지 손실을 최소화할 수 있으며, 기존 실리콘(Si) 반도체 대비 내열성과 내구성이 높다.

SK키파운드리 관계자는 “전기차와 고효율 전력 시스템 수요가 증가하면서 SiC 반도체의 적용 분야는 빠르게 확장되고 있다”라고 말했다.

이어 “양사의 핵심 역량을 결합해 고효율 SiC 전력반도체 공정 기술과 제품을 선보일 계획”이라고 덧붙였다.

SK키파운드리 [SK키파운드리 제공]

한편 전력반도체는 에너지 변환과 제어를 담당하는 핵심 부품으로, 전력 손실을 줄이고 시스템 효율을 높이는 역할을 수행한다.

전기차, 재생에너지, 데이터센터, 산업용 전력 시스템 등 고전력 수요가 급증하는 산업 분야에서 주로 사용되며, 전력 효율 향상과 탄소 저감 목표 달성하는 것이 주된 목표다.

이러한 목표로 인해 고전압·고온·고전류 조건에서 전력손실을 최소화하고 에너지 효율이 높은 SiC가 최근 주목을 받고 있다.

산업 현장에서는 600V~1200V급 SiC 전력소자가 상용화 단계에 진입하고 있으며, 전기자동차 인버터를 비롯해 방위산업, 우주항공, 태양광 발전 인버터, 연료전지 시스템, 무정전 전력공급장치(UPS) 등 다양한 응용 분야로 확대 중이다.

다만 SiC는 실리콘 기반 공정 일부를 활용할 수 있어 기존 반도체 인프라와의 호환성이 높지만, 소재 가공이 어렵고 결함률이 높아 공정 정밀도와 수율 확보가 기술 경쟁력의 핵심으로 작용한다.

이에 SK키파운드리는 기술적 난제를 해결하기 위해 SK파워텍의 SiC 설계 및 제조 역량을 기반으로, 1200V급 MOSFET 공정을 중심으로 한 고전압 SiC 전력소자 생산체계를 구축 중이다.

SiC 외에도 질화갈륨(GaN) 역시 전력반도체 소재로 쓰이는데, 모두 기존 실리콘 대비 높은 전력 효율과 빠른 스위칭 특성을 보인다.

그러나 적용 영역에는 뚜렷한 차이가 존재해 SiC는 주로 1200V 이상의 고전압 시스템에, GaN은 전자 이동도가 높고 스위칭 속도가 빠르며 수십에서 수백V급 저전압 및 중전압 환경에 적합한 것으로 알려졌다.