전력반도체 시장의 변혁: 중국 SiC 웨이퍼의 부상과 산업의 미래

1. 요약

• 전력반도체 시장에서 SiC(실리콘카바이드) 웨이퍼의 중요성이 점차 부각되고 있으며, 특히 중국 기업들의 시장 점유율이 눈에 띄게 증가하고 있습니다. SiC 웨이퍼는 기존의 실리콘(Si) 웨이퍼에 비해 열적 안정성과 전기적 특성이 우수하여, 전기차, 재생에너지, 전력 송배전 시스템 등 다양한 분야에서 필수적으로 사용되고 있습니다. 최근 보고서에 따르면, 중국은 2024년까지 SiC 웨이퍼 시장의 절반 이상을 차지할 것으로 전망되며, 주요 기업들은 생산능력 확대를 위해 적극 투자하고 있습니다. 특히 SICC, 탱크블루, 싼안과 같은 기업들이 월 수천 장의 생산량을 기록하고 있으며, 내년에는 그 생산능력을 연간 150만 장에 이를 것으로 예상됩니다.

• 더불어, 주요 중국 기업들의 점유율 상승은 SiC 웨이퍼 기술에 대한 초기 의구심을 해소하고 있습니다. 울프스피드, 코히어랜트, SiCrystal과 같은 기존 주요 기업들과의 경쟁이 심화되면서, 이들 기업의 품질과 기술력도 더욱 강화될 것으로 보입니다. 한국의 SK실트론 또한 듀폰의 SiC 웨이퍼 사업을 인수하여 국내 시장에서의 경쟁력을 강화하고 있으며, 향후 SiC 웨이퍼 생산능력의 확대가 기대됩니다. 이처럼 조화로운 경쟁 환경이 조성되면서, SiC 웨이퍼의 품질이 입증될 경우, 시장의 전반적인 분위기도 긍정적으로 변화할 것입니다.

• 결국, 전력반도체 시장의 향후 전망은 SiC 웨이퍼의 품질과 생산능력 향상에 모든 이해관계자들의 협력이 필요한 시점에 달려 있습니다. 관련 기업들은 시장 변화에 적절히 대응하며, 품질 향상을 위한 기술 혁신과 생산능력 강화를 통해 글로벌 경쟁력을 지속적으로 유지해야 할 것입니다. 이 모든 요소들이 결합되어 SiC 웨이퍼 시장에서의 새로운 기회를 창출할 것으로 기대됩니다.

2. SiC 웨이퍼의 시장 현황

• 2-1. SiC 웨이퍼의 정의

• SiC(실리콘카바이드) 웨이퍼는 차세대 전력반도체 소자의 기초 재료로써, 기존의 실리콘(Si) 웨이퍼에 비해 우수한 전기적 특성과 열적 안정성을 가지고 있습니다. SiC 웨이퍼는 고온, 고전압 환경에서도 안정적인 특성을 유지할 수 있어, 전력반도체 소자에서 필수적으로 사용됩니다. 이러한 웨이퍼는 전기차, 재생에너지, 전력 송배전 시스템 등의 다양한 분야에서 그 수요가 급증하고 있습니다.

• 2-2. 중국의 SiC 웨이퍼 시장 점유율

• 최근 보고서에 따르면, 중국은 SiC 웨이퍼 시장에서 주요한 위치를 차지하고 있으며, 2024년에는 세계 시장의 절반 이상을 차지할 것으로 전망되고 있습니다. 현재 주요 중국 기업인 SICC, 탱크블루, 싼안 등이 SiC 웨이퍼 생산에 속속 참여하고 있습니다. 이들은 올해 월 수천 장의 생산량을 기록하고 있으며, 내년에는 그 생산능력을 월 12만 장으로 확대하여 연간 150만 장에 이를 것으로 예상됩니다.

• 특히, SiC 웨이퍼 시장 점유율에 있어 현재 울프스피드는 60%, 코히어랜트는 15%, 사이크리스털은 13%, SK실트론은 5%를 차지하고 있습니다. 그러나 중국 기업들이 생산능력 확대에 투자함에 따라 미래에는 이들 순위가 뒤바뀔 가능성이 존재합니다. 이와 같은 변화는 SiC 웨이퍼의 품질에 대한 초기 의구심을 해소하는 데 기여하고 있으며, 전력반도체 생산에 적합한 수준으로 기술력이 향상될 것으로 보입니다.

• 2-3. 2024년 예측 시장 조망

• 2024년 SiC 웨이퍼 시장은 전년 대비 대폭 성장할 것으로 예상되며, 중국의 생산력이 증대함에 따라 글로벌 경쟁 상황이 급변할 것입니다. 특히, 주요 전력반도체 기업들이 중국 공급업체와 합작하여 생산 및 품질 개선을 꾀하고 있는 점은 긍정적인 신호입니다. 이로 인해 SiC 웨이퍼의 전체 시장 규모는 올해 170만 장에서 교차적으로 증가할 것으로 전망되며, 중국의 점유 가능 비중은 더 증가할 것입니다.

• 그러나 이러한 성장에는 몇 가지 도전 과제가 있을 수 있습니다. 중국산 SiC 웨이퍼에 대한 품질 우려는 여전히 존재하며, 이는 시장 진입 장벽으로 작용할 수 있습니다. 하지만 전력반도체 업계의 합작사 설립은 이러한 우려를 해소할 가능성이 높으며, 향후 SiC 웨이퍼의 품질이 시장의 주요 트렌드로 자리 잡을 것입니다.

3. 비정상적인 SiC 웨이퍼 공급망 구조

• 3-1. 시장의 다수 주요 기업과 그 역할

• 전력반도체 산업의 SiC(실리콘카바이드) 웨이퍼 시장에서 주요 기업들은 각각의 고유한 역할을 가지고 있으며, 세 명의 주요 기업인 울프스피드, 코히어랜트, SiCrystal이 공급망의 핵심을 이루고 있습니다. 이들 기업은 전체 SiC 웨이퍼 공급의 80% 이상을 차지하고 있으며, 이와 함께 에피웨이퍼 및 반도체 소자까지 자사 제품을 통해 공급하는 방식으로 자신들의 시장 점유율을 적극적으로 확대하고 있습니다. 이들 각각의 기업들은 기술력에서 우위를 점하고 있으며, 고객의 요구에 부합하는 다양한 제품군을 제공하여 시장을 이끌고 있습니다.

• 3-2. 울프스피드, 코히어랜트, SiCrystal의 공급량

• 울프스피드, 코히어랜트, SiCrystal은 SiC 웨이퍼의 공급량에서 상당한 비중을 차지하고 있습니다. 각각의 회사는 웨이퍼의 생산 능력뿐만 아니라 품질 또한 중요한 요소로 삼고 있습니다. 울프스피드는 고객에게 높은 품질의 SiC 웨이퍼를 공급하고자 지속적으로 기술 개발에 투자하고 있으며, 최근에는 6인치 및 8인치 웨이퍼 생산에 대한 연구도 활발히 진행하고 있습니다. 반면, 코히어랜트는 주로 연구와 개발에 중점을 두며, 기술 혁신을 통해 향후 시장에서의 경쟁력을 더욱 강화하고자 하고 있습니다. SiCrystal은 유럽 내에서 강력한 입지를 구축하고 있으며, 유럽 시장의 SiC 웨이퍼 수요를 충족시키기 위해 끊임없이 생산 능력을 확장하고 있습니다.

• 3-3. 경쟁 관계 및 협력사의 중요성

• SiC 웨이퍼 산업에서 울프스피드, 코히어랜트, SiCrystal은 협력사면서 동시에 치열한 경쟁 관계에 있습니다. 이처럼 동종 업계에서의 복합적인 관계는 이들 기업이 서로 협력하여 공급망의 안정성을 높이고, 동시에 자사의 기술력을 향상시키려는 움직임을 보여 줍니다. 또한, 이들 기업의 경쟁력 있는 품질과 서비스는 SiC 웨이퍼를 대량으로 구매하는 인피니언 (Infineon), ST마이크로 (STMicroelectronics) 및 온세미 (ON Semiconductor)와 같은 고객에게 중요한 요인으로 작용합니다. 이러한 기업들은 공급망의 다변화와 품질 관리의 중요성을 인식하고 있으며, 지속적인 연구 개발과 협력을 통해 SiC 웨이퍼의 안정적인 공급을 확보하고 있습니다. 따라서, SiC 웨이퍼 공급망의 체계적이고 효과적인 운영은 변화하는 시장 환경 속에서 지속 가능한 성장을 이끌어낼 것입니다.

4. SK실트론과 SiC 웨이퍼의 미래

• 4-1. SK실트론의 전략적 인수 배경

• SK실트론은 최근 듀폰의 실리콘카바이드(SiC) 웨이퍼 사업을 인수함으로써 전력반도체 시장에서의 입지를 강화하고 있습니다. SiC 웨이퍼는 고온 및 고전압에 강한 특성 덕에 전력반도체 분야에서 점점 더 중요해지고 있으며, 가장 각광받고 있는 전장 및 전기차(EV) 산업에 필수적인 요소로 자리 잡고 있습니다. 하지만, 한국 내에서는 아직 SiC 웨이퍼 제조업체가 부족한 상황입니다. 이에 SK실트론이 듀폰의 SiC 웨이퍼 사업 인수를 통해 경쟁력을 갖추고, 국내 시장에서의 생산능력을 확대하려는 전략으로 해석됩니다. 전 세계적으로 SiC 웨이퍼에 대한 수요가 증가하는 동시에 공급이 부족한 상황에서, 이 인수는 SK실트론에게 큰 기회를 제공합니다. 또한, SK실트론은 SiC 웨이퍼의 제조업체들 간의 장기 공급 계약을 통해 안정적인 원자재 조달이 가능해질 것입니다.

• 4-2. 국내 SiC 웨이퍼 생산 현황

• 현재 국내에서 SiC 웨이퍼를 전문으로 생산하는 업체는 존재하지 않으며, 이는 한국의 전력반도체 산업에서 큰 문제로 부각되고 있습니다. SK실트론은 해외 업체와의 협력을 통해 필요한 기술을 확보하고 국내 생산 비율을 높이기 위한 노력을 기울이고 있지만, 여전히 시장 점유율 확대에는 한계가 있습니다. 특히, 국내 주요 기업들인 SK하이닉스나 LG전자 또한 SiC 반도체 시장에 본격적으로 뛰어들기 시작했지만, 상용화에는 시간이 필요합니다. 이러한 상황에서 SK실트론의 인수가 국내 SiC 웨이퍼 생산능력을 제고하는 방향으로 이어질 것으로 예상되며, 이는 한국 시장 내에서 SiC 웨이퍼의 안정적인 공급을 가능하게 할 것입니다.

• 4-3. 향후 기업 전략과 개발 방향

• 앞으로 SK실트론은 SiC 웨이퍼 생산 핵심 기술 확보와 생산 능력 확대를 위한 투자를 적극적으로 진행할 계획입니다. 기술력이 요구되는 SiC 웨이퍼 제조 과정에서의 결정 결함 문제를 해결하기 위한 연구개발이 가장 중요한 과제가 될 것입니다. 국내외 연구 기관 및 기업과 협력하여 이러한 기술적 장벽을 허물고, 안정적인 품질의 SiC 웨이퍼 생산을 목표로 할 것입니다. 또한 시장의 규모가 폭발적으로 성장할 것으로 예상되는 전기차 및 전력 저장장치(ESS) 분야에 주목하여 해당 시장에 적합한 제품 개발에도 집중할 것입니다. 이러한 방향은 SK실트론이 글로벌 SiC 웨이퍼 시장에서 지속 가능한 경쟁력을 유지하는 데 도움을 줄 것입니다.

5. 미래 전망 및 해결책

• 5-1. SiC 웨이퍼 수급 문제 해결 방안

• 현재 SiC 웨이퍼의 수급 문제는 가격 급등과 생산 부족이라는 두 가지 주요 요인으로 인해 심각한 상황입니다. 특히 중국 기업들이 향후 시장에서 점유율을 확대할 것으로 예상되는데, 이는 SiC 웨이퍼의 생산능력을 향상시키기 위한 투자와 노력이 동반되어야 함을 의미합니다. 예를 들어, 중국의 SICC, 탱크블루, 싼안과 같은 기업들은 내년까지 생산능력을 획기적으로 향상시켜 월 12만장의 SiC 웨이퍼를 생산할 수 있을 것으로 보입니다. 이러한 기업들이 진행하는 투자는 SiC 웨이퍼의 시장 가격을 안정시키는 동시에, 공급망의 흐름을 원활하게 할 것입니다.

• 또한, 장기적으로는 다양한 대체 공급처를 창출하는 것이 필요합니다. 국내 기업인 SK실트론과 쎄닉은 SiC 웨이퍼 생산을 늘리기 위한 기술 개발에 나서야 합니다. 특히, 쎄닉은 8인치 웨이퍼 생산 기술을 확보하기 위해 투자하는 상황에서 이러한 기술적 진전이 실제 시장에서 위협으로 작용할 수 있습니다. 생산능력 증가와 품질 보증 측면에서 이들 기업이 생산 라인을 확장하는 것이 수급 문제 해결에 기여할 수 있을 것입니다.

• 5-2. 시장 성장의 기회와 도전 과제

• SiC 웨이퍼 시장의 성장 가능성은 전기차(EV) 시장의 급속한 발전과 맞물려 있습니다. 올해와 내년 사이 SiC 반도체의 수요는 과거 어느 때보다 크게 증가할 것으로 보이며, 이러한 수요 증가가 SiC 웨이퍼 시장의 활성화 요인이 될 것입니다. 전기차 제조업체들이 SiC 전력반도체를 채택하는 경향이 이어지고 있기 때문입니다. 예를 들어, BYD와 같은 중국 전기차 제조업체들은 SiC MOSFET을 도입하여 생산 비용을 절감하고 성능을 극대화하는 방안을 모색하고 있습니다.

• 그러나 이러한 기회 뒤에는 품질 문제와 생산 기술력의 한계라는 도전 과제가 존재합니다. SiC 웨이퍼의 품질은 고객의 신뢰를 얻는 데 필수적이며, 최근 몇 년간 중국산 제품에 대한 품질 우려가 있었다는 점을 고려해야 합니다. 따라서, 품질 향상을 위한 지속적인 투자와 연구 개발이 필요할 것입니다. 이를 통해 SiC 웨이퍼의 품질이 입증되면, 중국 시장에서의 점유율을 확대하는 데 긍정적인 영향을 미칠 것입니다.

• 5-3. 전력반도체 분야의 기술 혁신과 발전 방향

• 전력반도체 분야에서 기술 혁신은 매우 중요한 요소입니다. SiC 웨이퍼는 고온, 고전압을 견디는 특성을 갖추고 있어, 전력효율을 극대화하기 위한 최적의 소재로 자리 잡고 있습니다. 특히, 성장하는 전기차 시장과 태양광 발전 분야에서 이러한 SiC 기술은 더욱 각광받고 있습니다. 새로운 제조 공정과 기술들이 개발되면서 SiC 전력반도체는 성능 개선과 비용 절감을 동시에 이끌어낼 가능성이 큽니다.

• 앞으로의 발전 방향으로는, 6인치에서 8인치로의 Wafer 생산 전환이 이루어질 것으로 예상되며, 이 과정에서의 생산 비용 절감이 여러 기업들을 통한 기술 공유 및 협력을 통해 이뤄질 것입니다. 또한, 차세대 전력반도체를 위한 더욱 세분화된 연구와 개발 또한 중요합니다. RFID와 6G 통신 기술 발전 또한 SiC 웨이퍼에 대한 수요를 증가시킬 것입니다. 이러한 흐름에 맞춰, 한국 내 기업들이 적시에 기술을 혁신하고 인프라를 확충해야만, 국제 시장에서 경쟁력을 유지할 수 있을 것입니다.

결론

• 전력반도체 산업에서 SiC 웨이퍼는 점점 더 중요한 역할을 하고 있으며, 특히 중국의 시장 지배력이 강해지고 있는 지금 상황에서 한국 기업들의 전략적 접근이 필수적입니다. SK실트론의 듀폰 SiC 웨이퍼 사업 인수는 전력반도체 시장에서의 경쟁력 강화를 위한 중요한 전환점이 될 것이며, 향후 기술 혁신과 생산능력의 확장, 그리고 이 두 요소의 조화가 더욱 시급하게 요구됩니다.

• 앞으로의 시장 전망은 기술적 진보와 지속적인 품질 개선을 통해 SiC 웨이퍼 공급망의 비효율성을 제거하고, 글로벌 시장에서의 경쟁력을 강화하는 데 기여할 것입니다. 국내 기업들은 또한 향후 성장의 기회를 적극적으로 활용하고, 품질 문제 해결을 위한 투자를 아끼지 않음으로써 SiC 웨이퍼 시장에서의 입지를 더욱 공고히 해야 합니다. 이러한 모든 노력들이 결실을 맺는다면, 전력반도체 시장은 향후 지속 가능한 성장을 이룰 수 있을 것입니다.

용어집

• SiC (실리콘카바이드) 웨이퍼 [재료]: 차세대 전력반도체 소자의 기초 재료로, 고온 및 고전압에서도 안정적 특성을 유지하여 전기차와 재생에너지 분야에서 필수적으로 사용됨.

• 에피웨이퍼 [재료]: 웨이퍼 제조 과정에서 사용되는 외부 고품질 실리콘 층으로, SiC 웨이퍼 제조에 필요한 소재 중 하나.

• SICC [기업]: 중국의 SiC 웨이퍼 제조 기업으로, 시장 점유율을 급속히 확대하고 있는 주요 기업 중 하나.

• 탱크블루 [기업]: 중국의 SiC 웨이퍼 생산 기업으로, 대량 생산에 나서며 산업 성장에 기여하고 있음.

• 싼안 [기업]: 중국의 SiC 웨이퍼 제조업체로, 급증하는 시장 수요에 발맞추어 생산능력을 확대하고 있음.

• 울프스피드 [기업]: SiC 웨이퍼의 공급량에서 중요한 비중을 차지하는 미국 기업으로, 기술 혁신에 지속적으로 투자하고 있음.

• 코히어랜트 [기업]: SiC 웨이퍼 기술 혁신을 목표로 하는 기업으로, 연구 및 개발에 집중하고 있음.

• SiCrystal [기업]: 유럽 내에서 강력한 입지를 가진 SiC 웨이퍼 공급업체로, 시장의 수요를 충족시키기 위해 생산능력을 지속적으로 확장하고 있음.

• SK실트론 [기업]: 국내에서 SiC 웨이퍼 생성을 목표로 하는 기업으로, 듀폰의 SiC 웨이퍼 사업을 인수하여 경쟁력을 강화함.

• 전기차 (EV) [응용]: 전력반도체 기술을 이용해 운영되는 친환경 차량으로, SiC 웨이퍼의 주요 적용 분야 중 하나임.

• 전력반도체 [장치]: 전력을 변환하거나 조절하는 데 사용되는 반도체 소자로, SiC 웨이퍼는 이 분야에서 필수적으로 사용됨.

• 전력 송배전 시스템 [응용]: 전력을 송출하고 배분하는 시스템으로, SiC 웨이퍼 기술이 적용되어 효율성을 높임.

• 기술 혁신 [개발]: 새로운 기술적 개선이나 발전을 통해 제품과 생산 과정을 향상시키는 과정으로, SiC 웨이퍼 산업에 필수적임.

출처 문서

• 중국산 SiC 웨이퍼, 2024년 시장의 절반 이상https://www.kipost.net/news/articleView.html?idxno=313699
• 전력반도체 회사들이 쎄닉의 SiC 웨이퍼 양산을 고대하는 이유https://www.kipost.net/news/articleView.html?idxno=306026
• SK실트론은 SiC 웨이퍼를 어디에 팔까https://www.kipost.net/news/articleView.html?idxno=201756