아이큐랩, 8인치 SiC 전력 반도체 웨이퍼 공개

8인치 대구경 전환이 가져오는 생산성 혁신

전력 반도체 전문 팹리스 기업 아이큐랩이 고전압 환경에 특화된 8인치(200mm) 탄화규소(SiC) 전력 반도체 웨이퍼 개발에 성공하고 양산 검증에 돌입했습니다. 기존 6인치(150mm) 공정 대비 유효 칩 생산 면적이 약 75% 이상 증가하여, 완성품 단위당 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있는 계기가 마련되었습니다.

SiC 소재는 일반 실리콘(Si) 소자 대비 10배 이상의 절연파괴 전계와 3배 넓은 밴드갭 특성을 갖추고 있습니다. 이를 통해 고전압·고온 동작 환경에서도 스위칭 손실을 최소화하며, 전기차(EV) 구동계 모듈의 부피를 대폭 줄이고 에너지 효율을 5% 이상 끌어올릴 수 있습니다.

SiC 소자 도입 시 설계 엔지니어가 고려할 핵심 요소

8인치 SiC 전력 소자를 산업용 인버터나 고속 충전기에 적용할 때 단순 부품 교체 이상의 회로 토폴로지 재설계가 수반되어야 합니다. 고주파 스위칭 동작에서 발생하는 전자기적 특성을 다각도로 관리해야 시스템 안정성을 확보할 수 있습니다.

• 게이트 드라이버 전압 마진: SiC MOSFET은 음전압 턴오프(-4V ~ -5V) 제어를 통해 기생 턴온 현상을 방지해야 합니다.
• 기생 인덕턴스 제어: 급격한 dv/dt 및 di/dt로 인한 전압 오버슈트를 줄이기 위해 버스바 및 PCB 루프 인덕턴스를 10nH 이하로 억제해야 합니다.
• 고신뢰성 방열 솔루션: 175°C 이상의 고온 정격 동작을 견디는 소결 본딩 및 다이렉트 쿨링 모듈을 필수 적용해야 합니다.

아이큐랩은 설계 지원을 위해 초소형 패키징 솔루션과 모듈 레벨의 레퍼런스 디자인을 함께 공급하여 전기차 및 태양광 인버터 제조사의 진입 장벽을 낮추고 있습니다.

8인치 SiC 웨이퍼 공정 전환은 글로벌 화합물 반도체 공급망에서 기술 주도권을 잡기 위한 핵심 분수령이며, 국산 전력 소자의 생태계 확장에 중대한 이정표가 될 것입니다.

— 반도체 시스템 분석 포럼 리포트

전력망 및 전기차 충전 인프라에 미칠 파급력

대용량 에너지 저장장치(ESS)와 메가와트급 초급속 충전소 확산에 따라 1700V급 이상의 고내압 SiC 모듈 수요가 급증하고 있습니다. 이번 8인치 웨이퍼 공개는 해외 의존도가 높았던 와이드 밴드갭(WBG) 소자의 안정적인 내수 공급망을 확보하고 국내 파운드리 협업 생태계를 탄탄히 다지는 전환점이 될 전망입니다.