귀하신 몸 ‘전력반도체’ 풀 라인업 갖춘 DB하이텍

세계적으로 전기자동차 판매량이 늘고 있는 가운데 무수히 많은 센서와 아날로그 장치, 컨트롤러 등이 새로운 차량에 탑재되고 있다. 반도체 위탁생산 기업인 DB하이텍은 전기차·자율주행차 시장 확대에 따라 수요가 늘고 있는 자동차용 전력반도체 공정 기술을 개발하고 전장용 반도체 산업에 드라이브를 걸고 있다.

 

 

 

 

시장 확대

 

전력반도체 시장, 나홀로 폭발적 성장

 

글로벌 경기침체와 재고 증가의 영향으로 반도체 시장이 급격히 위축된 가운데 전력반도체 시장만큼은 지속적으로 성장하고 있다. 시장조사기관 옴디아에 따르면 전 세계 전력반도체 시장은 2022년 319억 달러, 44조 1,000억 원에서 2026년 396억 달러, 54조 8,000억 원으로 연평균 약 6% 성장할 전망이다.

 

특히 자동차용 전력반도체 시장은 시장조사기관 IC인사이츠 조사에서 2021년부터 2026년까지 연 평균 13.4% 성장할 것으로 나타났다. 2000년대 이후 꾸준히 확대된 자동차용 전력반도체는 전체 반도체 시장에서 차지하는 비중도 점점 늘어나고 있다. 2021년 7.4%에서 2022년 8.5%, 2026년에는 9.9%까지 늘어날 전망이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PMIC

 

대만이 점유해 온 자동차용 반도체 시장

 

전력반도체는 대표적인 비메모리 반도체 중 하나다. 전기 형태를 변환하는 스위치로 전기자동차, 전자기기 등 전력을 쓰는 모든 제품에 사용된다. 대표적인 예가 전기차 배터리다. 직류 전기를 교류 전기로 바꿔 모터에 공급하는 인버터 핵심부품이 바로 전력반도체다.

 

전력을 제어하는 전력반도체의 일종인 복합전압소자(BCDMOS)는 전압에 따라 용도가 달라지는데 자동차·산업용 전력반도체에는 120V 공정이 주로 사용된다. 현재 자동차용 120V 복합전압소자 분야는 대만의 뱅가드가 주요 사업자로 자리 잡고 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

진입장벽

 

진입 어려운 자동차용 반도체 생산 공정

 

자동차용 전력반도체는 마이크로컨트롤러유닛(MCU), 엔진컨트롤유닛(ECU), 전력관리칩(PMIC), 디지털신호처리장치(DSP), 전장용 애플리케이션프로세서(AP) 등과 이들 제품을 보조하는 드라이버 집적회로(IC) 및 각종 센서 등 종류가 무수히 많다. 기존 내연기관차는 200~300개 반도체가 투입됐다면 하이브리드차는 500~700개, 전기차는 1,000개 이상의 칩이 들어간다. 자율주행 시대에 접어들면 자동차 한 대에 탑재되는 반도체만 수천 개로 늘어난다.

 

반면 다른 반도체와 달리 자동차용 전력반도체는 레거시 공정에서 생산된다. 수익성이 아주 높지 않은 반면 높은 안정성과 신뢰도를 요구한다. 신규업체 입장에서 진입장벽이 비교적 높다 보니 공급량을 급속히 늘리기 어려운 구조다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

풀 라인업

 

DB하이텍, 자동차용 반도체 공정 추가 확보

 

DB하이텍은 최근 0.13㎛ 칩 크기의 복합전압소자 120V 공정 플랫폼을 확보하는 데 성공했다. 이번 개발로 DB하이텍은 기존 모바일·가전(5~40V), 디스플레이(40~60V)뿐만 아니라 고부가 자동차·데이터센터 산업(60~120V) 영역에 이르기까지 응용분야를 확대하며 전력반도체 풀 라인업을 갖추게 됐다. 여기에 현재 진행 중인 900V 전력반도체 공정 개발이 완료되면 산업용에 특화된 모터 구동칩 분야까지도 사업확장이 이뤄질 전망이다.

 

생명과 직결되는 자동차용 반도체는 일반 가전제품보다 엄격한 품질 기준이 요구되는 만큼 DB하이텍이 세계적인 수준의 품질과 생산시스템을 보유했음을 나타내는 지표라고 할 수 있다. DB하이텍은 전력 소모 최소화 기술 등 역량이 월등하게 앞선 만큼 대만이 주도하고 있는 전력반도체 시장을 점유해 나가는 데 어렵지 않을 것으로 기대하고 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

최고등급

 

DB하이텍 AEC-Q100 획득,

DTI 옵션도 제공

 

DB하이텍은 공정 소자 뿐만 아니라 OTP(One-Time Programming), 메모리 컴파일러와 같은 IP 등의 설계지원 툴까지 'AEC-Q100' 최고 등급을 획득했다. AEC-Q100은 미국 자동차 전자부품협회 품질기준으로 반도체가 150℃의 고온에서 42일, 1,008시간 이상 정상 작동하는 신뢰성 테스트를 통과해야 한다. 최고 등급인 ‘Grade 0’은 -40℃~150℃의 극한의 온도 범위에서 동작해야 획득할 수 있다.

 

아울러 DB하이텍은 2022년 말부터 고객들에게 DTI 옵션을 제공할 예정이다. DTI는 트랜지스터 사이의 간격을 줄이고 전류 누출과 과전류로 인해 소자특성이 저하되는 현상을 개선시켜, 전력반도체의 성능을 더욱 향상시키는 기술이다. DB하이텍은 고객 제품의 가격 경쟁력을 높일 수 있도록 다양한 기능의 알고리즘 구현을 위한 고집적 메모리를 내장해 전력반도체를 제공하고 있다.