삼성전자, 'GaN 전력반도체' 양산.. 파운드리 영토 확장

19일 업계에 따르면 삼성전자는 전력반도체 파운드리 공장 가동에 들어간다. 관련 사업을 진행하겠다고 밝힌 지 3년여 만이다. 이미 고객사도 확보했다. 예상하는 GaN 파운드리 매출 규모는 1000억원 미만으로 크지 않다고 알려졌다. 고객사가 제한적이기 때문이다.

삼성전자는 설계를 제외한 나머지를 턴키로 제공해 수익성을 확보했다. 웨이퍼도 외부에서 사 오지 않고 직접 만든다. GaN 반도체는 질소와 갈륨을 혼합한 특수한 웨이퍼를 사용한다. 시험 가동 당시에는 웨이퍼를 구매했지만, 현재 양산용 에피 웨이퍼(Epi-wafer) 개발에 성공했다. 가동 시 양산에 투입된다.

국내 경쟁사인 DB하이텍은 삼성전자와 동일하게 웨이퍼도 판매한다. 그러나 패키징은 외주 제작한다. DB하이텍은 이르면 올해 하반기 GaN 파운드리 양산에 돌입한다. 삼성전자보다 1~2분기 늦다. SK키파운드리도 GaN 소재 파운드리 시장을 노리고 있다. 양산까지는 아직 시간이 필요하다는 후문이다.

전력반도체는 소재에 따라 크게 GaN과 탄화규소(SiC)로 나뉜다. 일반적인 반도체에 쓰이는 실리콘(Si) 소재 대비 넓은 밴드갭을 가진다. 밴드갭이 넓으면, 전도성이 낮아져 전류를 더 잘 차단한다.

GaN은 1200볼트(V) 이하급 전력반도체에 주로 쓰인다. 전기차 충전소와 휴대폰 충전기 등에 적용된다. 인공지능(AI) 데이터센터에서 전력 변환 효율을 높이기 위한 핵심 부품에도 들어간다. 엔비디아는 800V 직류(DC) 전력 구조를 추진 중이다. 외부 고전압 직류를 서버 내부에서 필요한 저전압으로 바꿔야 하고, 이때 GaN 컨버터가 쓰인다. GaN은 높은 전압과 빠른 스위칭에 유리하다. 전력 밀도를 높일 수 있다. 발열과 장비 크기를 줄이며 고밀도 설계가 가능하다.

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