국내 주요 기업이 차세대 전력반도체 소재로 꼽히는 실리콘카바이드(SiC) 개발을 지속하고 있다. 특히 현대자동차의 특허 공개 활동이 뚜렷한 상황으로, 전력 모듈과 회로 분야에서 IP(설계자산) 리더십을 확보한 것으로 분석된다.

4일 프랑스 특허·기술 리서치 기업 노우메이드(KnowMade)에 따르면 국내 반도체 업계는 SiC 반도체와 관련한 특허를 매년 꾸준히 확보하고 있다.

SiC는 실리콘(Si) 대비 고온·고압에 대한 내구성, 전력 효율성 등이 뛰어난 차세대 반도체 소재다. 이 같은 장점 덕분에 다양한 산업에서 수요가 확대되고 있으며, 특히 전기차(EV)용 전력반도체 분야에서 적극 채용될 것으로 전망돼 왔다.

다만 최근엔 전기차 시장의 캐즘(일시적 수요 침체) 현상이 심화되고, 중국 기업들의 시장 진입으로 경쟁이 가열되면서 SiC 반도체 기업들도 침체에 접어들고 있다. SiC 시장서 점유율 4위를 기록해 온 미국 울프스피드는 지난달 파산보호 신청 우려에 휩싸였으며, 일본 르네사스도 최근 현지 신공장에서 전기차용 SiC 전력반도체를 생산하려던 계획을 철회한 것으로 알려졌다.

그럼에도 국내 반도체 업계의 SiC 관련 연구개발(R&D)은 비교적 견조하다는 평가가 나온다.

주요 기업·기관으로는 LG, 현대자동차, SK그룹과 한국전기연구원(KERI), 포스코 산하 포항산업과학연구원(RIST), SiC 웨이퍼 제조 스타트업인 쎄닉 등이 있다. 이들 6개 기업은 국내 SiC 관련 특허 공개 수의 3분의 2를 차지하고 있다.

특히 현대자동차가 SiC 관련 특허를 꾸준히 공개하고 있는 것으로 나타났다. 그룹 내 전장·반도체 관련 자회사인 현대모비스 주도로, 지난 2021년부터 매년 10건이 넘는 특허를 공개해 왔다. 주로 SiC 반도체의 후방 산업에 해당하는 소자 및 모듈, 회로 분야에서 강세를 보이고 있다.

SiC 웨이퍼 제조업체인 쎄닉의 활동도 두드러진다. 지난 2021년부터 특허 공개가 시작돼, 잉곳 웨이퍼 등 전방 산업 분야에서 기술개발을 적극 진행해 온 것으로 알려졌다. 이 회사는 지난 2021년 SKC에서 분사돼 설립된 스타트업으로, 8인치(200mm) SiC 웨이퍼 양산을 목표로 하고 있다.

반면 LG화학과 LG전자, LG이노텍 등으로 대규모 SiC 특허 포트폴리오를 구축했던 LG그룹은 관련 연구개발이 활발하지 못한 것으로 관측된다. 지난 2021년 LG이노텍이 국내 팹리스인 LX세미콘에 SiC 특허를 이전한 이래로, 특허 공개 수가 크게 줄어들었다.특허 양수 이후 SiC 반도체 개발을 추진했던 LX세미콘도 근 몇년 간 추가적인 특허 확보에 소극적이었던 것으로 나타났다.

국내 주요 기업들이 SiC 공급망 전반에 대해 연구하는 것처럼 보이지만, 전력 모듈 분야는 가장 약한 고리로 남아있다는 것이 노우메이드의 분석이다.

레미 코민 노우메이드 수석연구원은 "SiC 패키징 및 전력 모듈과 관련된 특허 수는 2022년 이후 큰 진전을 보이지 않고 있다"며 "참여 기업(현대자동차, 아모센스, 제이엠제이코리아)의 수가 제한돼 있고, 2022년 이후 신규 진입한 기업의 수가 SiC 공급망 내 다른 분야에 비해 감소했기 때문"이라고 설명했다.

실제로 SiC 전력 모듈 분야의 주요 특허 출원기업인 현대자동차는 2022년 이후 패키징, 모듈, 회로 등의 분야에서 신규 특허를 10건만 공개한 것으로 집계됐다.

다만 국내 주요 반도체 제조기업 및 스타트업이 SiC 반도체 시장 진출을 계획하고 있다는 점은 긍정적으로 평가된다. 삼성전자와 DB하이텍, SK하이닉스의 자회사 SK키파운드리 등이 관련 연구개발과 설비투자 등을 진행해 왔다.

삼성전자는 지난 2023년 서강대학교와 SiC MOSFET(전류의 흐름을 제어하는 트랜지스터) 관련 특허를 공동 개발했으며, DB하이텍도 지난해 SiC MOSFET와 관련한 특허 3건을 공개한 것으로 나타났다.