제품 소형화와 고속화를 실현하는 화합물 반도체에 대해 관심이 집중되고 있다. 세계적으로 탈탄소화를 향한 움직임이 가속화되고 있는 가운데, 전기자동차(EV)와 그린에너지, 5G이동통신시스템 등의 분야에서 수요가 확대되고 있다. 자체개발한 EV 시작차(試作車, Prototype Car)를 10월에 발표한 EMS(전자기기 수탁제조 서비스) 세계 최대 업체 홍하이(鴻海)정밀공업도 생산확대에 나선다.

 

홍하이의 신흥기술연구거점 ‘홍하이연구원’의 궈하오중(郭浩中) 반도체연구소장은 “EV 개발에 있어 화합물 반도체 재료인 질화갈륨(GaN)과 실리콘 카바이드(SiC)는 필수적”이라고 말했다. 자동차 경량화와 충전 쾌속화와 같은 성능향상에 직결되기 때문이다. 세계적으로 차량이 EV로 전환되고 있는 가운데, 홍하이는 파워 화합물 반도체 관련기술 개발에 매진하고 있다고 밝혔다.

 

홍하이는 EV의 SiC기술 발전을 위해 8월에 매크로닉스(旺宏電子)의 신주과학원구 6인치 웨이퍼 공장을 인수했다. SiC 웨이퍼의 생산・연구개발(R&D) 거점으로 육성하기 위해서다. 취득액은 25억 2000만타이완달러(약 103억엔).

 

이 공장의 SiC 웨이퍼의 목표 월산 능력은 1만 5000장으로, EV 약 3만대에 활용될 수 있는 물량이다. 우선 소량생산부터 시작해, 이르면 2024년부터 양산을 개시할 예정. 홍하이의 EV제작에 투입된다.

 

홍하이의 관계자에 의하면, SiC의 수요는 앞으로도 확대될 전망으로, 홍하이는 자체생산을 비롯해, 유럽과 미국기업과의 업무제휴도 계속 강화해 나간다는 방침이다.

■ 산업기술연구원은 R&D 거점 설치

타이완 국책연구기관인 산업기술연구원(ITRI)도 화합물 반도체 개발을 위해 움직이기 시작했다. 지난 9월 화합물 반도체 에코시스템 구축을 위한 ‘남방우림(南方雨林)계획’에 착수했다.

 

동 계획에는 타이난(台南)시 류자(六甲)구와 샤룬(沙崙)지구에 R&D센터와 테스트센터를 설치한다는 내용이 담겨있다. 타이완에서 화합물 반도체 전용구역이 설치되는 것은 이 계획이 처음이다. 역내외로부터 민간투자를 유치하고, 차량용 화합물 반도체의 국제적인 공급망을 구축하겠다는 생각이다.

 

쑤멍종(蘇孟宗) ITRI 산업과기국제책략발전소장에 따르면, ITRI는 가오슝(高雄)시에도 전용산업구역을 설치한다는 계획을 가지고 있다. 남부지역을 첨단산업이 집중된 신주지구와 같이 발전시키겠다는 생각이다.

 

쑤 소장은 타이완이 “화합물 반도체가 투입되는 EV, 통신, 그린에너지산업 등의 발전에 주력하고 있기 때문에, 타이완 기업들은 동 분야에 진출하기 용이할 것”이라며 타이완의 강점을 부각시켰다.

■ 과제는 기술부족

화합물 반도체에 높은 관심이 집중된 타이완이 안고 있는 과제는 과연 무엇일까. 결국 기술력이라는 지적이 제기되고 있다. 홍하이연구원의 궈 반도체연구소장에 따르면, 화합물 반도체의 SiC기술은 일본과 미국, 독일이 앞서나가고 있다. 타이완은 재료와 설비면에서 뒤쳐지고 있다는 지적이다.

 

생산능력은 중국 등이 주도할 것으로 전망된다. 국제반도체장비재료협회(SEMI)가 10월에 발표한 예측으로는 2023년 글로벌 파워 화합물 반도체 웨이퍼 공장의 생산능력 점유율은 중국이 33%로 최다. 일본(17%)과 유럽・중동(16%)이 그 뒤를 이었으며, 타이완은 11%가 될 것으로 보고 있다.

 

리빈웨이(李維斌) 홍하이연구원 집행장은 인재부족도 과제로 꼽았다. 이러한 문제해결을 위해 타이완의 대학과 협력을 통해 인재육성 강화에 나서는 한편, 우수한 외국인 엔지니어・연구자 영입도 중시하고 있다.

 

타이완은 성숙된 기술의 실리콘 기반 반도체 생산에 강점을 지닌다. ITRI의 쑤 소장은 “타이완의 실리콘 기반 반도체 기업도 화합물 반도체를 주시하고 있으며, 장래성에 대해서도 잘 인지하고 있다”며, 타이완의 화합물 반도체 발전을 위해 일본과 유럽, 미국과 협력할 가능성도 염두에 두고 있다고 강조했다.

 

<메모>

반도체는 실리콘을 중심으로 하는 단원소 반도체와 복수의 원소를 조합한 화합물 반도체로 분류된다. 화합물 반도체 재료인 GaN, SiC는 고내압, 고내열과 같은 특성을 지니고 있으며, 제품의 소형화, 고속화를 실현한다. ITRI에 의하면, 2020년 글로벌 실리콘 웨이퍼 출하규모는 111억 7100만달러(약 1조 2690억엔), 화합물 반도체 웨이퍼는 10억 200만달러였다. 화합물 반도체가 3세대 반도체로도 불리기도 하나, 타이완에서는 화합물 반도체를 제3류 반도체라 부르는 것이 주류라고 한다.