Boch(보쉬), 많이 들어본 브랜드이다. 가정에서는 흔히 공구 브랜드로 산업에선 자동차분야에서 부품업체로 알려져 있을텐데, 이업체가 반도체회사를 인수 한다는 소식이 들렸다. 아니, 기존에도 반도체 사업을 하고 있었다고 하며 기존 반도체사업도 시설증설및 공격적으로 투자하고 있으며, 이번에 미국 반도체 회사인 TSI반도체를 14억유로(약 2조 1천억원)에 인수하고 탄화규소반도체 제조에 투자할 계획이라고 밝혔다.

반도체제조(자료:ESA)

탄화규소반도체? 어떤반도체인가?

실리콘에서 탄화규소반도체로 대체되는가?

독일의 세계최대 자동차부품업체인 보쉬가 앞서 말했듯이 미국 TSI반도체를 연내 인수를 완료할 계획이라 한다. 보쉬는 이 반도체회사를 재구성하여 2026년부터는 탄화규소반도체를 제조하는 공장으로 바꾼다고 한다.
기존에도 보쉬는 독일내 보유하고 있는 드레스덴과 로이틀링엔의 반도체공장을 개조 증설하고 탄화규소반도체를 생산하는 설비를 확장하고 있었으며 지속적으로 유럽에서 반도체사업에 투자를 지속하고 있었다고한다.

여기서 탄화규소반도체란 무엇인가?

사전적의미를 찾아보면 탄화규소 반도체는 탄화규소(SiC)를 주 원료로 사용하여 만든 반도체 소자를 말한다. 탄화규소는 규소(Si)와 탄소(C)로 이루어진 화합물로, 전기적으로 안정성이 높고 내열성과 내구성이 뛰어나기 때문에 반도체 산업에서 중요한 역할을 한다. 탄화규소 반도체는 고전압, 고주파, 고온환경 등 극한의 조건에서도 안정적인 동작을 보여주어 자동차, 철도, 항공우주, 에너지 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

기존의 반도체와는 어떻게 다른가?

먼저 우리가 흔히 알고 있는 반도체인 실리콘 반도체를 보자면, 규소(Si)를 주 원료로 사용하여 만든 반도체 소자이다. 규소는 지구 상에서 풍부한 원소 중 하나이며, 전자공학 분야에서 가장 많이 사용되는 반도체 소재로써 현대 반도체 산업에서 가장 많이 사용되고 있다. 실리콘 반도체는 고성능, 안정성, 가용성, 경제성 등의 이점을 가지고 있어서, 컴퓨터 칩, 통신 장비, 태양광 전지, 디스플레이, 센서, LED 등 다양한 분야에서 사용되어지고 있다.

이에 탄화규소반도체는 앞서 언급한 사전적의미에 더해 기존의 실리콘반도체에 비해 여러 가지 측면에서 개선되었다. 예를 들어, 탄화규소반도체는 더 높은 전자 이동성을 가지므로 전자가 빠르게 이동할 수 있어서 반도체 속도를 높이고 더 높은 전력 처리능력과 적은 전력사용으로 전력 효율성을 개선하는데 도움을 준다.
또한, 탄화규소반도체는 고온 환경에서도 신뢰성 있는 반도체 장치를 만드는 데 도움을 주며, 높은 열 안정성을 가지고 있어 고온에서도 안정적으로 동작할 수 있다.
그래서 탄화규소반도체는 더 작은 크기의 소자를 만드는 데도 이점을 가지며, 이는 더 높은 집적도와 성능 개선을 가능케 한다. 이렇게, 탄화규소반도체는 고성능 및 고온, 고주파 분야에서 실리콘반도체에 비해 우수한 성능을 발휘하고 있다.

새로운 반도체의 시장

최근 몇 년간 전기차, 5G 통신, 인공지능, 클라우드 컴퓨팅, 데이터 센터 등 다양한 분야에서 탄화규소반도체의 사용이 증가하고 있다. 특히, 고성능 및 고속 처리가 필요한 분야에서는 탄화규소반도체가 더욱 필수적인 반도체로 자리 잡고 있는듯하다.
이렇듯, 탄화규소반도체는 다양한 분야에서 사용될 가능성이 높기 때문에 현재 시장 규모는 아직 크지는 않지만 매년 탄화규소반도체의 시장은 2~30%씩 증가하고 있다고 한다. 또한, 기존의 고성능 반도체 제조 업체들도 탄화규소반도체 제조에 집중하고 있어 시장 경쟁도 높아지고 있는게 현실이다.

현재 전기차 시장이 빠르게 성장하고 있듯이, 고성능 반도체 분야에서 탄화규소반도체 기술의 적용이 빠르게 확대되고 있다. 고성능 및 고온, 고주파 분야에서의 장점을 바탕으로 적용 분야를 넓혀가고 있으며, 앞으로 더욱 빠른 성장으로 특히 인공지능, 자율주행차, 5G 등 새로운 기술 발전과 함께 수요가 급증할 것으로 예상되고 있다.  또한, 탄화규소반도체를 적용하는 기업들이 꾸준히 연구개발을 진행하고 있기 때문에 앞으로 더욱 높은 성능의 제품이 출시될 것이며, 탄화규소반도체 시장은 지속적인 성장 할 것으로 예상된다.

탄화규소반도체의 미래

우주시대에 우주 탐사에 사용되는 기술의 성능과 신뢰성은 매우 중요하다. 고온, 고진공, 고복사 등의 극한 조건이 발생하는 우주환경에서 우주 탐사용 반도체는 보다 더 안정적으로 동작할 수 있어야 하며, 더 높은 신뢰성을 보장해야 하고, 전력 공급이 제한적인 우주에서 저전력 소비 및 고효율성을 지녀야 할것을 인지하면 탄화규소반도체는 우주 탐사에 필수적인 반도체 중 하나로 자리할 것이다.
이렇게 탄화규소반도체는 우주항공, 자율주행차, 인공지능 등의 분야에서 필요로 하는 고성능 반도체로 기술 발전과 수요 증가에 의해 대체 속도도 가속화되고 있다. 따라서, 탄화규소반도체는 현재 대체 불가능한 반도체로 평가되고 있으며, 앞으로도 이 분야에서 더욱 많은 연구와 개발이 이루어질 것으로 예상된다.