“경기도 부천 S5 라인에서 이미 8인치 엔지니어링 SiC(실리콘카바이드) 웨이퍼를 생산하고 있습니다.” 

하산 엘 코우리 온세미 CEO(최고경영자)는 24일 경기도 부천사업장에서 열린 S5 라인 준공식에서 2년 내 SiC 8인치 공정 전환을 이루겠다고 밝혔다. 지난달 30일 준공한 S5는 온세미가 1조4000억원을 투자한 SiC 반도체 생산시설이다. SiC 기판 위에 단결정층을 성장시키는 에피웨이퍼 공정과 실제 반도체를 만드는 팹 공정으로 이뤄져 있다. 

온세미는 이번에 S5 준공으로 1단계 양산에 들어갔는데, S5를 풀가동할 경우 연산 100만장의 SiC 웨이퍼를 처리할 수 있다. 풀가동을 기준으로 온세미의 전체 전력반도체 생산능력에서 35~40%를 차지할 것으로 예상된다. 코우리 CEO는 “부천 공장은 세계 최대 규모의 SiC 웨이퍼 생산시설”이라고 말했다. 온세미는 현대기아치를 비롯해 미국 테슬라, 독일 메르세데스-벤츠, 폴크스바겐, 중국 전기차 브랜드 니오 등에 SiC 제품을 공급하고 있다.

특히 S5는 SiC 업계 화두인 8인치 공정 전환의 선봉에 설 전망이다. 현재 온세미를 비롯해 ST마이크로⋅인피니언 등의 주력 SiC 공정은 6인치다. 이를 8인치로 전환하면 한 번에 1.8배 더 많은 칩을 생산할 수 있다. 그만큼 칩 당 공정 비용이 떨어지는 것이다. 

다만 아직은 8인치 SiC 생산 공정에 대한 검증이 끝나지 않았다. 업계는 2025년쯤 8인치 SiC 웨이퍼가 본격 양산에 활용될 것으로 예상한다. 코우리 CEO는 “2024년에 S5 공장의 8인치 전환을 시작해 2025년이면 완전한 전환이 이뤄질 것”으로 예상했다. 

SiC 기반 전력반도체는 기존 Si(실리콘) 기반 반도체 대비 내열성⋅내전압 측면에서 뛰어나고, 전송손실도 줄일 수 있다. 전기차에 적용했을 때 반도체 냉각설계를 최소화할 수 있기에 공간 활용성을 크게 높여준다. 시장조사업체 욜에 따르면 오는 2025년 Si 기반 전력반도체의 시장 규모는 역성장을 시작한다. 그 자리는 SiC 전력반도체와 또 다른 차세대 반도체로 꼽히는 GaN(갈륨나이트라이드) 전력반도체가 대체할 전망이다. 

공교롭게도 2025년은 전력반도체 업계가 6인치 공정에서 8인치 공정으로의 전환을 본격화하는 시기와 겹친다. 코우리 CEO는 “현재 자동차 관련 매출이 절반 이상이고, 산업용과 합칠 경우 80% 비중을 넘는다”며 “앞으로 지속적인 생태계 창출을 위해 투자를 늘려 나갈 것”이라고 말했다. 

한편 이날 준공한 S5는 SiC 생산시설 1개동과 유틸리티 시설 1개동으로 이뤄져 있다. SiC 생산시설은 이온주입 공정에 특화된 2개층을 포함 총 5개층이며, 기존 S1~S4와는 자동 반송장치를 통해 하나로 연결된다.