국내 연구진이 개발한 SiC 전력반도체 기술이 기업의 상용화 라인 구축을 통해 본격 양산화를 앞두게 됐다.

전기차의 효율을 최대 10%까지 끌어올릴 수 있는 고효율 SiC 전력반도체 기술이 연구개발 단계에만 머물지 않고 전기차 핵심부품 제조기술로 탄생할 전망이라 관련 업계의 기대가 높아지고 있다.

한국전기연구원(KERI, 원장 최규하)과 파워테크닉스(대표 김도하)는 19일 경북 포항에서 국내 최초 ‘탄화규소(SiC) 전력반도체 상용화 라인 구축’ 기념식을 개최했다.

이날 행사에는 SiC 전력반도체 기술 개발의 주역인 한국전기연구원 김남균 본부장, 방욱 센터장(이상 HVDC연구본부) 등을 비롯한 연구진과 김도하 대표, 정은식 부사장 등을 비롯한 파워테크닉스의 관련 임직원들이 참석했다.
 
전력반도체는 전력을 변환, 처리, 제어하는 반도체로 전기자동차의 배터리와 전기모터를 연결하는 고성능 인버터에 필수적인 부품이다.

기존 전력반도체의 대부분을 차지하는 실리콘(Si) 전력반도체는 동작 온도나 속도, 효율 등에서 정점에 이르러 한계를 드러내고 있어 이제는 재료 특성이 우수한 SiC 전력반도체가 차세대 전력반도체로 각광 받고 있다.

특히 친환경에너지 도입 확대, 환경규제 강화, 4차 산업혁명 등 시대적 흐름에 따라 그 수요가 급증하고 있다.

향후 전기자동차 및 자율주행차 뿐만 아니라 인공지능(AI), 로봇, 사물인터넷(IoT), 스마트팩토리, 스마트 물류 등의 분야에서 적용이 확대될 전망이다.

지금까지 SiC 전력반도체는 미국, 일본, 독일 등 몇 개의 해외 업체가 생산과 공급을 독점하고 있었다. 하지만 그동안 전량 수입하던 것을 이번에 파워테크닉스가 상용화함으로써 국산화는 물론 수출까지 바라보게 됐다.

KERI가 개발한 SiC 전력반도체 기술을 전기자동차에 적용하면 성능을 획기적으로 끌어 올릴 수 있다.

SiC 전력반도체는 기존 실리콘 전력반도체 보다 물성이 뛰어나 전력을 덜 사용하고, 열도 거의 발생하지 않는다.

배터리의 전력 소모를 덜고 차체의 무게와 부피를 줄여 최대 10%의 에너지효율 개선을 기대할 수 있다.

KERI 연구팀은 개발한 일련의 SiC 전력반도체 원천기술을 파워테크닉스에 이전하고, 장비구매부터 양산화 라인 구축까지의 전 프로세스를 지원했다.

전기차 경쟁력을 좌우하는 핵심 기술 중 하나인 SiC 전력반도체를 선진국과 충분히 경쟁할 수 있는 분야로 보고, 각종 기술시험 및 전문가 자문 등을 적극 제공하며 기술의 상용화가 보다 빨리 실현될 수 있도록 지원을 아끼지 않았다.

실질적인 상용화 라인 구축으로 친환경 전기차 분야에서 출연연-민간기업간 상호협력의 성공적 모범사례가 될 전망이다.

KERI 전력반도체연구센터 방욱 센터장은 “전기차 등 새로운 전력수요가 대두되는 상황에서 SiC 전력반도체 분야는 전 세계적으로 폭발적인 시장창출이 가능한 차세대 먹거리 기술이다"며  "KERI가 개발한 기술은 세계최고 수준으로, 생산설비를 통해 본격 상용화 된다면 수입대체 효과는 물론 우리나라가 전력반도체 선진국으로 도약하는 계기가 될 것”이라고 강조했다.

파워테크닉스의 김도하 대표는 “SiC 전력반도체 상용화 라인 구축에 절대적인 역할을 한 KERI의 아낌없는 지원에 진심으로 감사드린다”며 “KERI의 원천기술과 우리의 양산 기술 및 경험을 바탕으로 독자 생산체제를 구축하여 선진국과도 경쟁이 가능한 상용품을 출시하겠다”고 밝혔다.

파워테크닉스는 이번 생산화 라인 준비를 위해 120억 원 규모의 자금 투자로 SiC 전력반도체 전용 장비를 포함한 양산 인프라를 구축했다.

그 노력의 일환으로 지난 5월 29일 SiC 양산전용 고온·고에너지 이온주입장비를 국내 민간기업 최초로 도입했다. 이 생산 라인을 통해 올해 SiC 다이오드 제품군 양산부터 SiC MOSFET 제품까지 확대해 나갈 예정이다.

파워테크닉스는 올해 월 300매 생산을 목표로 가동을 시작해 양산 안정화 및 투입량 확대로 2019년 월 550매로 확대할 계획이다.

이후 시장의 안정적 매출 확보와 핵심 장비 증설을 통해 2020년 이후에는 약 1500매 이상 양산을 계획하고 있다. 이를 기반으로 2020년 연 매출 600억원 이상을 달성하고 국내외 수출 증대를 통해 국가경제 활성화에도 기여한다는 목표다.

창원=강종효 기자 k123@kukinews.com