ETRI, 전기차용 차세대 전력반도체 국산화

실리콘보다 성능 높은 ‘수직형 질화갈륨 전력반도체’ 개발

수직형 질화갈륨 전력반도체의 기판(왼쪽)과 패키징된 전력소자(오른쪽)./ETRI 제공

국내 연구진이 실리콘이 아닌 질화갈륨을 이용한 차세대 전력반도체 제조 기술을 확보했다. 성능이 높고 소형화가 가능해 전기차에 활용될 것으로 기대된다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 국내 최초로 ‘수직형 질화갈륨 전력반도체’를 개발했다고 6일 밝혔다.

전력반도체는 가전·스마트폰·전기차·태양광발전 등 다양한 시스템에 맞는 형태로 전기를 효율적으로 공급하고 제어하는 역할을 한다. 올해 경제전문기관 후지경제의 조사에 따르면 전세계 전력반도체 시장은 연평균 6% 이상 성장해 2030년 약 48조원 규모를 이룰 것으로 예측된다.

현재 널리 쓰이는 반도체 소재인 실리콘은 항복전압 등의 성능에 한계가 있어 새로운 소재가 필요해진 상황이다. 항복전압은 반도체 소재가 견딜 수 있는 최대 전압이다. 높은 전압에서 구동 가능한 전력반도체가 효율이 더 좋다.

실리콘보다 항복전압이 높고 제품 소형화가 가능한 질화갈륨을 수직으로 쌓아올린 수직형 질화갈륨 전력반도체가 대안으로 떠오르고 있지만, 이제껏 국내 기술이 부족해 기판 등을 90% 이상 수입해온 실정이었다. 연구팀은 수년간의 연구 끝에 국내 기술로 이를 만드는 데 성공했다.

연구팀은 대면적화 등 성능 개선을 위한 추가 연구를 진행할 계획이다. 국내 기업 ‘비투지’에 기술을 이전해 상용화도 추진하고 있다. 연구책임자인 이형석 ETRI 기술총괄은 "고출력·고효율·고전압 특성을 극대화할 수 있고 소형화까지 가능한 만큼 빠르게 성장하는 전기차용 차세대 전력반도체에 활용될 것"이라고 말했다.

김윤수 기자(kysme@chosunbiz.com)

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