2008년 설립된 메이플세미컨덕터(주)는 설립 2년 만에 매출이 10배 이상 상승하고, 다시 2년 후에는 약 25배 상승하며 폭발적인 성장을 이어온 전력반도체 전문 기업이다. 전력반도체 설계, 제조, 신뢰성 검증의 일괄처리가 가능한 사업구조를 구축하고 있는 메이플세미컨덕터는 전력반도체 전문 8인치 Fab Line을 보유하고 있기도 하다. 경기도 부천의 본사와 경상북도 포항의 파운드리사업부, 여기에 충청북도 오창의 부설연구소가 함께 그 역할을 수행하고 있다.
자연자원의 고갈과 갈수록 강화되는 환경 규제는 그린카(xEV) 시장의 성장 동력을 제공한다. 또한 전기자동차 선도기업인 테슬라의 성장은 시장 활성화 시점도 앞당길 가능성이 있다. “2013년 상반기 글로벌 전기차 시장은 전년대비 103.5%나 판매가 증가했다. 이는 2017년 약 200만 대를 예상한다”는 메이플세미컨덕터(주) 정은식 대표는 전기차 보급 확대에 따라 오일가격도 하향 안정화를 기대한다고 덧붙인다. 뿐만 아니라 하이브리드 시장도 꾸준히 증가하고 있어 현재 도요타, 포드, 현대에만 국한된 하이브리드 차량이 2020년에는 약 200만 대 정도 팔릴 것이라는 게 정 대표의 예상이다.
중국시장에서의 경쟁력 강화
메이플세미컨덕터는 2012년에 High Voltage Power MOSFET 관련 특허 3건과 Power IGBT 관련 특허 2건을 출원했다. 이는 메이플세미컨덕터가 수행한 광역경제권선도사업 1단계 사업과 중소기업청의 해외수요처 연계기술개발사업에 대한 기술적 성과였다. 이 특허 출원으로 Power MOSFET, Power IGBT의 기술력을 한 단계 끌어 올린 메이플세미컨덕터는 중국시장에서의 경쟁력을 강화했다.
중국 시장은 메이플세미컨덕터 매출의 90%를 차지한다. 2012년 메이플세미컨덕터는 중국 북경소재 KEDA 그룹과 전력반도체(Power MOSFET, Power IGBT) 판매 및 기술 교류, 공동 Fab 운영에 관한 MOU를 체결했으며, 또한 중국 천진소재의 중환반도체와 연300만 불 규모의 500V∼900V급 Power MOSFET 제품 공급 계약을 체결하기도 했다. 특히 미국 STP사와 공동 투자로 설립된 KEDA는 건설, 화공, 반도체 등의 계열사를 가진 중국의 대기업으로 2010년부터 반도체사업을 핵심사업으로 선정해 세계적인 수준의 클린룸, 연구실, 연구원 및 반도체 생산 설비 등을 갖추고 IGBT, MOSFET, FRD 등을 설계·생산하고 있다. 이를 기반으로 메이플세미컨덕터는 중국 시장에서의 영향력을 더욱 확고히 했다.
SiC는 차세대 반도체 공정 핵심소재
“SiC 전력반도체는 전기자동차와 신재생에너지용 인버터에 적용이 가능한 차세대 전력반도체다. 여기서 SiC는 실리콘 카바이드(탄화규소)를 뜻하는데 SiC는 기존 실리콘 전력반도체 보다 고전압, 고온에서 작동할 있고 전력손실도 줄일 수 있어서 우주항공, 자동차 전자장비, 발광소자 등에 쓸 수 있다. 차세대 반도체 공정에서 SiC는 핵심소재다.”
정 대표는 “SiC 전력반도체는 일부 선진 메이저업체들도 최근에야 기술개발에 성공해 상품화했을 정도로 설계 및 공정이 매우 어려운 것으로 알려져 있다”고 말한다. 이어 그는 “하지만 전기차, 신재생에너지 시장의 성장에 따라 현재 SiC를 활용한 제품은 반도체 공정의 수율향상과 공정효율 개선을 위해 사용량이 증가하고 있다”면서 메이플세미컨덕터가 그 선봉에 설 것이라고 자신한다.
지난해 6월 메이플세미컨덕터는 한국전기연구원과 기술이전 협약을 체결했다. 이로써 한국전기연구원의 SiC 전력반도체 설계기술, 이온주입기술 및 핵심 공정을 이전 받아 기술 개발에 박차를 가할 수 있게 됐다. 이에 따라 메이플세미컨덕터는 올해 안에 SiC 전력반도체 시장출시를 목표로 사업을 추진 중이다. 정 대표는 “2012년 말에 전세계 전력반도체 시장은 170억 달러 규모였다. 이 중에서 SiC 전력반도체 시장은 8,000만 달러 정도였는데 2018년에는 이것이 20억 달러 수준으로 성장할 것으로 전망되고 있다”면서 “한국전기연구원과의 기술이전 협약으로 하이브리드 자동차용 SiC 전력반도체를 개발하고 대량 생산하는데 큰 도움이 될 것”이라고 기대하고 있다.
12월에는 한국전자통신연구원과 BLDC모터구동용 초접합 트렌치에 대한 기술이전 협약을 체결했다. 초접합 트렌치는 고전압을 스위칭한 파워소자의 일종으로 이는 높은 항복전압과 낮은 온전압을 모두 만족시켜주는 기술이다. 메이플세미컨덕터는 이 협약으로 한국전자통신연구원의 설계기술과 핵심공정을 이전 받아 고부가가치 전력반도체 시장 진입에 한 걸음 더 다가설 수 있게 됐다. 충북테크노파크 차세대반도체센터와도 전력반도체 개발을 위한 업무협약을 체결, 자동차에 들어가는 반도체 부품과 전력반도체의 품질을 높여나간다는 데에 뜻을 같이 했다. 이들은 또 공동연구과제 개발, 상호 인력 현장 실습, 전문 교육과정에 대한 협력, 인력 교류 등에 협력키로 했다.
1,200V급 SiC Power MOSFET 개발 성공
메이플세미컨덕터와 한국전기연구원은 1,200V급 SiC Power MOSFET 2종을 국내 최초로 개발하는 데에 성공했다. 이번 상용화 기술개발은 한국전기연구원이 보유하고 있는 SiC 전력반도체 핵심기술인 고온·고에너지 이온주입 공정기술, 낮은 접촉저항형성 공정기술, 고품질 질화처리 게이트산화막 형성 및 낮은 누설전류를 위한 패시베이션(passivation) 공정기술 등이 적용됐고, 메이플세미컨덕터의 전력반도체 양산 경험과 공정기술이 접목됐다. 메이플세미컨덕터는 개발에 성공한 1,200V 10A, 40A SiC Power MOSFET과 관련, 2014년에 공정 최적화 및 신뢰성 검증을 거쳐 2015년에 본격적으로 양산을 개시할 계획이다. 내수시장은 물론 해외시장까지 판로를 개척해 2015년 80억 원, 2016년 200억 원의 신규매출을 기대하고 있다.
평소 고려대학교 전기공학과 성만영 교수님의 삶의 철학을 존경한다는 정 대표. 그는 “많은 CEO란 자리는 외롭고 스트레스가 동반되는 자리다 체력관리와 건강이 최우선”이라고 당부하며, 아울러 “메이플세미컨덕터가 여기까지 올 수 있었던 것은 과감한 투자와 전력반도체 관련 기술을 지속적으로 연구하고 개발한 덕분”이라고 말한다. 그리고 앞으로도 이를 바탕으로 전력반도체 시장의 발전과 국가 경쟁력 확보에 앞장선다는 각오다.
