12인치 SiC 뚫은 레조낙… 차세대 전력반도체 영토 전쟁

일본 화학소재 기업 레조낙이 차세대 전력반도체 핵심 소재인 지름 300밀리미터(12인치) 탄화규소(SiC) 단결정 기판 가공에 성공했다.

교도통신 등 일본 외신은 15일 레조낙이 6인치 대비 면적이 4배 넓은 12인치 기판을 조기 상업 생산해 글로벌 시장 공략에 나선다고 보도했다. 일본의 차세대 웨이퍼 대구경화 성공은 실리콘카바이드 생태계 자립화를 추진하는 한국 파워반도체 후발 주자들에 거센 기술 압박을 가하고 있다.


글로벌 전력반도체 시장에서 차세대 화합물 웨이퍼의 판도를 바꿀 대구경화 기술이 일본에서 첫 결실을 맺었다.
레조낙이 개발한 기판은 지름 300밀리미터 크기의 단결정 탄화규소 웨이퍼다. 현재 주력 공급 중인 6인치 기판과 비교하면 면적이 약 4배 넓고, 출하를 개시한 8인치 기판과 견줘도 2.3배가량 넓다. 웨이퍼 구경이 커질수록 한 장에서 나오는 전력 칩 수가 크게 늘어나 제조사의 생산 효율을 극대화할 수 있다.

이번 성과는 2026년 8월 기준 공개 자료를 토대로 집계한 자사 조사 결과 현존하는 탄화규소 기판 가운데 세계 최대 구경에 해당한다.

시장조사업체와 각사 발표를 보면 중국 SICC와 미국 울프스피드가 앞서 개발에 나선 바 있다.

일본 소재 기업 가운데 12인치 기판 가공 성공을 공식 발표한 곳은 이번이 처음이다. 후발 주자였던 일본이 단숨에 미국과 중국 선두권을 따라붙으며 기술 주도권 쟁탈전에 뛰어든 셈이다.

탄화규소 소재는 기존 실리콘 기반 웨이퍼의 물리 한계를 돌파할 차세대 핵심 자원으로 꼽힌다.

전력 변환 시 발생하는 에너지 손실과 발열이 적고 고전압과 고온 환경에서도 안정 구동을 보장하는 특성을 지닌 탓이다.

응용처는 가파르게 팽창하고 있다. 비록 전기차 완성차 시장에서 일부 판매 성장세 둔화 조짐이 나타나고 있으나, 초급속 충전기와 태양광 발전 인버터, 철도용 고압 전원 시스템 등 산업 전반으로 채택 범위가 넓어지는 추세다. 특히 생성형 인공지능(AI) 열풍으로 막대한 전력을 소모하는 데이터센터 전원 효율화 장치에서 고효율 화합물 반도체 수요가 쏟아지고 있다.

생산 라인의 경제성을 결정짓는 대구경화는 글로벌 공급망 재편의 핵심 열쇠다.

레조낙은 12인치 기판의 조기 상업 생산을 달성하기 위해 주요 파트너 기업들과 공동 기술 개발 체계를 이어간다는 방침을 세웠다. 글로벌 고객사들을 상대로 12인치 웨이퍼 수요와 공정 투입 방안을 다각도로 타진하며 양산 체제 구축을 서두르고 있다.

소재 결함을 제어하면서 300밀리미터 대형 결정을 균일하게 성장시키는 공정 난도를 극복한 만큼, 향후 에피택셜 웨이퍼 공급망에서도 독자 생태계를 굳힐 수 있을지 글로벌 반도체 업계의 비상한 관심이 쏠린다.


일본의 초대형 SiC 기판 개발 성공은 차세대 전력반도체 자립화에 나선 한국 비철 소재와 파워반도체 공급망에 상당한 긴장감을 던져준다.

SK실트론 등 한국 주요 웨이퍼 제조사들은 현재 6인치 양산 안정화와 8인치 전환에 역량을 모으며 글로벌 점유율 확대를 노려왔다. 일본이 8인치를 넘어 12인치 기술 장벽을 한발 앞서 넘어설 경우, 완제품을 생산하는 한국 칩 설계·파운드리 기업들의 일본산 고부가가치 기판 의존도가 다시 심화하는 경로를 만든다.

올가을에는 레조낙의 12인치 파일럿 라인 가동 일정과 글로벌 칩 제조사들의 수율 검증 결과에 따라 상용화 도달 시점이 가려질 전망이다. 나아가 한일 양국의 화합물 반도체 연구개발 투자가 성과를 내면 아시아 제조 거점 동반 도약 시나리오가 힘을 얻을 수 있다. 다만 12인치 기판의 가공 결함 제어에 실패하거나 상업 양산 수율이 확보되지 않으면 이 조기 상용화 시나리오는 성립하지 않을 수 있다.

반도체 소재 분야 전문가는 "12인치 탄화규소 기판은 차세대 고전압 전력망과 AI 데이터센터의 생산 원가를 큰 폭으로 낮출 핵심 분수령"이라며 "미국과 중국에 이어 일본까지 대구경화 대열에 안착한 만큼, 8인치 전환 단계에 머물러 있는 한국 반도체 밸류체인도 대형화 기술 격차를 좁히기 위한 선제 투자 속도를 한층 끌어올릴 필요가 있다"라고 짚었다.


이용수 글로벌이코노믹 기자 piscrait@g-enews.com