9월 GaN 에피웨이퍼 공장 완공으로 생산 확대

에이프로세미콘은 GaN 기반의 차세대 화합물 반도체 핵심 소재 및 부품을 제조하는 기업이다. 팹리스인 이 회사는 GaN 전력반도체 소자 및 부품을 파운드리를 통해 생산하고, 아울러 GaN on Si 에피웨이퍼를 직접 생산하고 있다.

회사의 모회사인 ㈜에이프로는 전력변환 및 회로기술을 바탕으로 2차전지 활성화공정 설비를 제조 납품하고 있다. 에이프로의 설비에도 수백 개의 전력반도체가 쓰이고 있는데, 현재는 Si(실리콘) 기반의 전력반도체가 사용된다. 



㈜에이프로의 임종현 대표는 에이프로세미콘를 만들게 된 배경에 대해, 기존 Si 반도체 보다 높은 특성을 갖는 차세대 전력반도체, GaN에 주목했기 때문이라고 말했다. WBG(Wide Band Gap) 화합물 반도체의 하나인 GaN 전력반도체는 모듈/시스템 레벨에서의 효율 극대화에 강점을 가지고 있기에 직접 개발과 사업화까지 추진하게 되었다.

임 대표에게 전력반도체 이야기를 좀더 들어 보았다.


Q.  자회사까지 설립한 것을 보면, GaN 전력반도체에 대한 기대가 큰 것 같습니다.

GaN 전력반도체 소자는 기존 Si 전력모듈의 큰 부피와 효율 낭비 요소를 매우 혁신적으로 해결할 수 있는 차세대 소자로 떠오르고 있습니다. 특히 최근 몇 년 간 반도체 쇼티지 현상이 지속되고 있는 상황을 비롯해 GaN 전력반도체는 기존 메모리 반도체 시장과는 달리 IT, 자동차, 가전, 신재생에너지 등 다양한 응용분야에서 활용도가 높아 미래 전자제품의 혁신을 주도하고 있는 상황으로서 GaN 전력반도체 시장은 급속도로 성장하고 있는 추세입니다.

 

Q.  말씀하신대로, 성장하는 GaN 전력반도체 시장에 대응하려면 공격적인 투자도 필요할텐데요.

맞습니다. 회사는 시장 수요에 힘입어 생산 제품군을 다양화할 계획입니다. 당초 양산되는 GaN 전력반도체를 현재 모회사가 생산하고 있는 2차전지 활성화 장비에 우선적으로 적용할 예정이라고 밝혀 왔었습니다. 그런데 공격적으로 성장하는 시장에서 포트폴리오 다각화를 위해 기존에 생산한 제품 상용화와 동시에 새로운 사양이 적용되는 전력반도체를 개발, 판매로 이어가겠다는 입장입니다.

이에 따라 현재의 650V급 제품군은 50A 이상, 최대 90A의 고전력 제품으로 구성하여 활성화 장비에 적용하고, 이후 제품 다양화뿐만 아니라 200V 이하급 저전압 GaN 전력반도체를 개발 및 생산하여 최근 급증하고 있는 저전압 수요에도 대응하고자 합니다.

Q.  기술도 중요하지만, 무엇보다 전문 인력 확보가 중요할 것 같습니다. 이 부분은 어떻게 대응하고 있는지요.

회사가 모회사인 에이프로의 반도체 사업부로 출범한 해가 2018년 이었습니다. 당시에 국내외 대기업의 LED사업 부문 등에서 GaN 에피 및 소자의 개발과 생산에 경험을 가지고 있는 인력들을 국내외에서 한데모아 팀을 구성하게 되었습니다. 당시에는 국내에 관련 사업이 구체적으로 추진되기 이전인 관계로 우수한 인력들로 팀을 구성할 수 있었던 것이 가장 큰 경쟁력이 되었습니다. (현재 관련 산업군의 인력풀은 제한적인 상황이다).

그리고 초기 인력들이 국내외에서 함께 일해 본 경험들을 가지고 있어, 팀워크에 대한 자부심이 남다르다 할 수 있습니다. 다른 산업군도 마찬가지겠으나, 특히 GaN 전력반도체 사업에서는 엔지니어풀이 크지 않아, 팀구성이 매우 중요한데, 회사는 이러한 점에서 경쟁우위를 사전에 확보하였다고 평가할 수 있겠습니다.


“팹리스 회사들은 설계적 경험과 노하우만 보유하고 있는데 반해,
에이프로세미콘은 소자에 대한 기술뿐만 아니라, 제조공정에 대한
노하우, 여기에 에피웨이퍼를 생산할 수 있는 MOCVD 장비 운용기술까지
보유하고 있어 기술적으로 상당히 높은 수준에 도달해 있습니다.
팹리스로서는 흔치 않은 경우에 해당한다고 자부합니다.”

_임종현 대표, ㈜에이프로


Q.  국내의 척박한(?) 전력반도체 산업 환경이 쉽지만은 않았을텐데요. 그래도 현재의 위치로 발돋음하게 된 계기가 있었다면요.

여러 가지가 있지만, 무엇보다 큰 투자 의사결정을 했던 과정이 아니었나 싶습니다. 작은 회사로서 국내에서는 대기업들도 아직 GaN 전력반도체 시장에 발을 들여놓기 이전에 투자와 연구개발을 시작한 결과, 굴지의 대기업들도 부러워할 만큼의 선제적 기술 확보가 가능했다는 점은 부정할 수 없는 사실이 되었습니다. 이 때문에 8인치 GaN 에피웨이퍼 양산설비 구축이라는 국내에서는 선제적인 발돋움을 하게 되어, 여기까지 오게 되었습니다. 

현재 구미 제5산단에 있는 저희 부지 5천평에 8인치 GaN 에피웨이퍼 양산공장이 지어지고 있습니다. 또한 오는 9월말 완공일정에 맞춰 독일 Aixtron의 MOCVD G10설비 2기가 구미에 들어옵니다. 이를 위해 회사는 시리즈B 투자유치를 추진 중에 있으며, 1,000억 원에 가까운 막대한 자금을 투입하고 있습니다. 회사 규모 대비 적지않은 투자이기에 현재 진행형이지만, 가장 기억에 남을 과정이 아닌가 생각하게 됩니다.
 

Q.  말씀을 들어보니, 에이프로세미콘은 앞으로가 더욱 기대되는 기업인 것 같습니다. 포부를 말씀해 주신다면요.

일반적으로 팹리스 회사들은 설계적 경험과 노하우만 보유하고 있는데 반해, 에이프로세미콘은 소자에 대한 기술뿐만 아니라, 제조공정에 대한 노하우, 여기에 에피웨이퍼를 생산할 수 있는 MOCVD 장비 운용기술까지 보유하고 있어 기술적으로 상당히 높은 수준에 도달해 있습니다. 팹리스로서는 흔치 않은 경우에 해당한다고 자부합니다.

올 9월 GaN 에피웨이퍼 양산 공장 완공(경북 구미)을 앞두고 있는 가운데 회사가 보유한 GaN 에피 생산 기술은 신규로 도입되는 독일 Aixtron사의 최신 MOCVD에 적용되어 빠르게 양산체계가 가동될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 이미 작년부터 GaN 에피웨이퍼 공급이 진행 중인 가운데, 양산 공장이 가동되는 내년 상반기부터는 매출의 본격적인 성장 또한 전망됩니다. 

최근 정부는 반도체 기술패권 유지를 위해 팹리스-파운드리 지원, 소부장 지원 등의 정책을 강력히 추진하고 있는데, 회사의 전략은 여기에도 완벽하게 부응할 것으로 기대하고 있습니다. 주요 핵심기술의 국산화-내재화 외에도 산업내 부가적인 시너지를 기대하고 있습니다.




  우리 회사 핵심 제품은요

에피 핵심기술 앞세워 고객 맞춤형 품질 대응 강화 
고효율 전력 모듈 사업화 연계로 제품 라인업 확대

에이프로세미콘 제품군은 크게 ▲GaN 에피웨이퍼, ▲GaN 전력반도체 및 ▲GaN 전력반도체 PKG/IC 등 3가지로 나눌 수 있다. 
GaN 에피웨이퍼는 독자적인 GaN 에피 성장 기술을 바탕으로 650V급 8인치 E-Mode GaN 에피 제품을 9월말 구미공장 건설 완공 및 ‘25년 1월부터 양산 예정이며, 회사가 보유한 에피 핵심기술을 토대로 고객 맞춤형 품질 대응을 강화하여 시장을 확대할 계획이다.



GaN 전력반도체는 캡티브 마켓(Captive Market)인 모회사를 통해, 고효율 전력 모듈 사업화와 연계하여 650V(30A,50A) 제품과 40V(150A),100V(15A) 제품 개발 및 판매에 집중하여 안정적인 사업 기반을 구축할 예정이다. 동시에 GaN 전력반도체 공정 Set-up 경험과 플랫폼(Platform) 기술을 활용하여 다양한 애플리케이션에 적용할 수 있는 제품으로 라인업(Line-up)을 확대할 예정이다.

GaN 전력반도체 PKG/IC는 당사가 보유하고 있는 게이트 드라이버를 활용한 설계기술 및 모듈 PCB 설계 경험을 바탕으로 디스크리트 판매는 물론, 고부가가치 제품인 SiP와 SoC도 개발 및 판매를 확대하여 GaN 전력반도체 사업을 주도할 계획이다.