한국전기연구원과 파워테크닉스 관계자들이 지난 19일 경북 포항 나노융합기술원에서 열린 ‘탄화규소(SiC) 전력반도체 상용화 라인 구축 기념식’에서 버튼을 누르고 있다. /사진제공=경북도경북 포항의 신생기업 파워테크닉스가 지금까지 90%이상 수입에 의존하고 있던 실리콘카바이드(SiC) 전력반도체의 첫 양산에 들어갔다. 전력을 변환·처리·제어하는 SiC 전력반도체는 4차 산업혁명 산업분야의 핵심부품으로, 전기자동차에 적용할 경우 에너지 변환율이 높아져 주행거리가 늘어나고 안정성도 높일 수 있다.
특히 파워테크닉스가 입주한 나노융합기술원 일원에 SiC 반도체와 관련한 연구개발(R&D) 등 산업인프라가 집적화되면서 기존 ‘철강도시’ 포항이 차세대 반도체의 ‘메카’를 꿈꾸고 있다.
22일 경북도와 포항시에 따르면 파워테크닉스는 포스텍 나노융합기술원에 SiC 전력반도체 제조라인을 구축하고 양산을 시작했다. 지난해 12월 설립된 신생 기업이 포항에 둥지를 튼 이유는 나노융합기술원이 반도체 생산에 필수적인 클린룸과 고가의 시험장비를 구축하고 있고 전문인력도 지원받을 수 있기 때문이다. 파워테크닉스는 이 같은 기반 위에 120억원을 추가 투자해 38종의 전용 장비를 설치, 제조라인을 구축했다.
전력반도체는 대다수 전자·전기 기기에 들어가는 핵심부품으로, 전력을 각 기기에 맞게 변환·안정시키는 반도체다. 기존 실리콘(Si) 계열의 전력반도체가 발전 한계치에 이르면서 고전압·저저항, 고주파 및 고온 같은 극한 상황에서도 작동할 수 있는 전력 소자에 대한 요구가 높아지고 있다. 기존 Si 전력반도체 소자가 동작온도나 속도, 효율 등에서 기술개발 한계를 드러내면서 재료특성이 우수한 SiC 전력반도체가 각광받고 있는 것이다.
정성현 경북도 과학기술정책과장은 “전기차와 신재생에너지 전력변환 장치의 고효율화가 요구되고 있고, 인공지능·로봇·사물인터넷 분야에서도 뛰어난 물성적 특성을 가진 SiC 전력반도체에 대한 수요가 급증하고 있다”고 말했다.
실제로 SiC 반도체는 Si 반도체에 비해 10배 이상의 강도와 전압을 견딜 수 있다. 작동온도 상한선도 SiC 반도체는 600도로 Si 200도에 비해 3배나 높아 전기차 등의 안정성을 크게 높일 수 있다. SiC 전력반도체는 독일·미국·일본이 거의 독점하고 있고 국내에는 기반이 취약한 실정이다.
김도하 파워테크닉스 대표는 “기술원 내에 입주한 독일 프라운호퍼연구소 등과 협력해 전력반도체 실용화를 앞당기겠다”고 말했다. 또 오는 2021년까지 제품군을 SiC 에너지 변환 소자(MOSFET)까지 확장, 600억원 이상의 연매출과 100개 이상의 신규 일자리를 창출할 계획이다.
경북도와 포항시는 나노융합기술원의 연구개발(R&D) 역량과 특성화된 장비를 활용, 전력반도체 관련 기업유치를 확대할 계획이다. 특히 나노융합기술원 인근에 전력반도체 기업이 입주할 수 있는 첨단기술사업화센터를 160억원을 투입, 내년 완공할 예정이다.
이강덕 포항시장은 “전력반도체 양산과 산업생태계 창출을 위한 지원기반을 구축하고 관련 기업을 집적화해 차세대 반도체를 핵심 산업으로 성장시켜 나가겠다”고 전했다./포항=손성락기자 ssr@sedaily.com
