일본산업뉴스요약

전력 반도체용 웨이퍼, 산화갈륨제로 본격 생산
노벨 크리스털 테크놀로지, 2인치형 연내 투입

반도체 소재 개발 기업 Novel Crystal Technology(사이타마 현)는 산화갈륨을 이용한 웨이퍼의 양산에 착수한다. 높은 전압을 견디는 특성을 가진 소재를 통해 전원 제어 및 공급을 담당하는 전력 반도체로의 이용을 전망하고 있다. 이미 실용화되고 있는 탄산규소(SiC) 등에 비해 저렴한 생산이 가능할 것으로 전망되고 있어, 전지자동차(EV) 등의 시장을 개척해나갈 계획이다.

--- SiC보다 저렴, EV용으로 --
노벨 크리스털은 전자부품 제조사인 다무라 제작소가 40% 출자해, 다무라 제작소와 함께 도쿄농공(東京農工) 대학의 기술을 바탕으로 한 산화갈륨제 웨이퍼 개발을 추진. 에피택셜(Epitaxial)이라고 불리는 웨이퍼로 양산기술을 구축했다. 우선 연내에 월 생산 40~50장 규모로 2인치 제품 제조에 착수. 2018년에 4인치, 2020년에는 6인치의 제품을 제조해나갈 계획이다. 생산 규모는 2022년에 연간 7만장 이상을 전망하고 있다.

변압 및 교류와 변환 등에 이용되는 전력 반도체는 지금까지 규소(실리콘)가 사용되어왔다. 그러나 EV 및 전차의 모터 제어 등 600볼트 이상의 전압이 필요한 분야에서는 성능에 한계가 있어, 최근에는 소비 전력 등이 우수한 SiC이나 질화갈륨(GaN)을 이용한 차세대 전력 반도체의 실용화가 추진되어왔다. 그러나 SiC나 GaN의 웨이퍼는 기체로 만들어진다는 제조법의 특성 상, 결정(結晶) 성장에 시간이 걸려 가격은 실리콘 웨이퍼에 비해 10배 정도 높다. 또한 단단해서 가공하기 어렵다는 과제도 있다.

한편, 산화갈륨 웨이퍼는 액체에서 결정을 성장시키는 제조법을 사용, 효율성이 높다. 이 때문에 제조 비용도 낮출 수 있어, 향후 SiC의 3분의 1 이하가 될 전망이다. 우선은 2019년에 SiC 가격보다 낮은 제품을 투입할 계획이다. 또한 실리콘에 가까운 경도로 가공도 쉽다. 전력 반도체에 요구되는 성능에서도 산화갈륨은 SiC와 GaN보다도 높은 전압에 견딜 수 있다고 한다. 당분간은 전력 반도체 제조사 등에서의 연구 개발 용도를 전망하고 있다.

산화갈륨제의 웨이퍼는 최근 중국과 미국도 자금을 투입, 개발을 본격화하기 시작하고 있다. 노벨 크리스털사는 2015년 설립. 정보통신 연구기구(NICT)로부터도 기술 이전이 이루어지고 있고, 일본정책금융공고(日本政策金融公庫)로부터 자금을 조달 받아 개발을 추진하고 있다. 2020년에 10억엔 규모의 사업으로 육성해 2025년에는 매출 200억엔을 목표로 한다.

▶ 노벨 크리스털 테크놀로지가 개발하는 산화갈륨제 기판의 특징

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