커지는 차량용 반도체 시장, 日 로옴 포트폴리오 강화

차량용 전력반도체 'SiC MOSFET' 10종 추가…전기차 고효율화에 이점

일본의 전자부품 업체 로옴이 제품군 확대를 통한 차량용 전력반도체 시장 공략을 강화하고 나섰다.

14일 로옴은 차량용 충전기 및 전압변환 컨버터에 사용되는 실리콘카바이드 기반 금속산화물 반도체전계 트랜지스터(SiC MOSFET) 10종을 기존 제품군에 추가한다고 밝혔다. 로옴은 이로써 총 13개의 차량용 SiC MOSFET 제품군(SCT3xxxxxHR 시리즈)을 확보하게 됐다.

로옴의 SiC 기반 전력반도체 개발사. (사진=로옴)

SiC MOSFET은 차량용 충전기와 컨버터에서 전류를 제어하는 반도체 소자를 말한다. 이는 실리콘(Si)과 탄소(C)로 구성된 화합물 반도체 재료인 실리콘카바이드를 활용해 기존 Si 기반 전력반도체보다 더 높은 온도(영하 55도에서 영상 175도)에서 안정된 동작이 가능한 것이 특징이다. Si 전력반도체보다 전력손실이 적어 전기차의 배터리 효율을 높일 수 있는 것도 강점이다.

로옴이 이번에 출시한 SiC MOSFET은 칩 표면에 홈을 형성하고 측벽에 MOSFET 게이트를 형성하는 트렌치게이트 구조를 활용해 기존 플래너(평면) 구조의 SiC MOSFET보다 전력손실을 42% 이상 줄인 것이 특징이다. 미국의 자동차 신뢰성 규격인 AEC-Q101을 만족해 높은 신뢰성도 확보했다.

로옴 관계자는 “최근 연료가격의 상승으로 차량의 전동화 추세가 가속화되는 가운데 상용 전기차는 아직 주행거리가 짧아 전기차 배터리의 충전시간을 단축시키는 부분이 매우 중요해지고 있다”며 “로옴의 SiC MOSFET은 고내압(650~1200V)·저손실의 특성을 갖춰 고출력·고효율을 요구하는 차량용 충전기에 필요한 핵심 반도체로 각광을 받고 있는 상황”이라고 설명했다.

실제 시장조사업체 야노리서치에 따르면 전 세계 전력반도체 시장규모는 전기차 시장의 성장에 힘입어 지난해 206억7천500만달러(약 23조4천661억원)에서 오는 2021년 249억1천800만달러(약 28조2천819억원)로 20.52% 가량 성장이 전망된다.

로옴은 이번 출시 제품에 대해 지난해 12월부터 일본 후쿠오카와 태국 생산 거점에서 월 50만개 규모로 양산에 돌입했다.

로옴 관계자는 “로옴은 제품의 개발부터 제조까지 한 번에 실시할 수 있는 수직통합 시스템을 구축해 모든 공정에서 높은 품질의 제품생산이 가능하다”며 “앞으로도 한 차원 높은 품질향상을 위해 노력함과 동시에 성능 향상을 위한 라인업을 확대에 주력할 계획”이라고 자신감을 내비쳤다.

한편, 로옴은 2000년대 초반부터 SiC 기반 전력반도체 소자에 대한 연구개발(R&D)을 시작해 2009년 독일의 SiC 웨이퍼 제조업체인 Si크리스탈 AG를 인수하는 등 SiC 기반 전력반도체 시장 공략에 힘을 실어왔다. 2010년 세계 최초로 SiC MOSFET 양산에 돌입했으며, 2015년에는 세계 최초로 트렌치게이트 구조의 SiC MOSFET을 출시해 관련 시장에서 선도 기업의 입지를 구축하는데 성공했다.