지난해부터 인피니언의 MOSFET 위탁생산 맡아
이재용 회장의 'TSMC 추격' 전략 탄력 받을 전망
향후 SiC 등 차세대 전력반도체로 협력 확대 가능성
삼성전자 파운드리 사업부가 글로벌 전력반도체 1위 기업인 독일 인피니언과 손잡고 전력반도체 사업을 확대한다. 지난해부터 인피니언이 설계한 전력반도체 제품을 위탁생산(파운드리)하기 시작한 것으로 확인됐다. 그동안 삼성 파운드리는 로직 등 선단공정에서는 글로벌 경쟁력을 갖췄지만 전력반도체와 같은 아날로그 분야는 취약하다는 평가를 받아왔다.
인피니언은 자타공인 전력반도체 세계 1위 기업으로, 이번 협업은 삼성 파운드리가 전력반도체 분야에서도 공정 및 생산 경쟁력을 확보할 발판이 될 전망이다. 'TSMC 추격'을 공언한 이재용 회장의 파운드리 경쟁력 강화 전략에도 탄력이 붙을 전망이다.
9일 업계에 따르면 삼성전자 파운드리 사업부는 지난해부터 독일 인피니언 전력반도체 중 모스펫(MOSFET, 금속산화물반도체) 제품을 생산하고 있는 것으로 확인됐다.
반도체 업계 관계자는 “삼성전자가 파운드리 사업부 출범 이후부터 꾸준히 인피니언과 협력을 타진했으며 지난해부터 전력반도체 중 하나인 모스펫 생산을 시작했다”며 “아직은 범용제품 중심이지만 최근 물량을 확대한 것으로 파악하고 있다”고 말했다.
통상적으로 전력반도체는 로직 등과 달리 크기를 줄일수록 성능이 떨어지기 때문에 주로 90나노(㎚) 이상 레거시 공정을 활용한다. 삼성전자도 90~130나노 공정을 통해 인피니언의 모스펫 제품을 생산할 것으로 추정된다. 다만 구체적인 물량이나 규모 등은 확인되지 않았다.
전력반도체는 전기차나 스마트폰과 같은 전자 기기에서 전력을 변환 및 제어, 분배해 배터리 사용 시간을 늘리고 전력 사용량을 줄여주는 역할을 한다. 크게 디스크리트(Discrete)와 모듈(Module) 제품으로 구분할 수 있다.
디스크리트 제품은 모스펫과 절연 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT) 등이 있다. 모듈은 하나의 패키지 안에 두 개 이상의 디스크리트 제품과 집적회로(IC)를 통합한 것을 의미한다.
모스펫은 전기적으로 격리되어 있는 절연체로 구성됐기 때문에 소비전력이 매우 적다는 특징이 있다. 따라서 빠른 스위칭 속도와 저전력, 고주파수에 적합하지만 저항이 다소 크다는 단점이 있다. IGBT는 저전력에서 빠른 스위칭 속도를 구현하는 모스펫 구조와 고전압 출력이 가능한 양극성 트랜지스터의 장점을 결합한 것이 특징이다. 이를 통해 600V 이상의 고전압, 고전류 환경에서도 비교적 빠른 스위칭이 가능하다.
전기차(EV)·하이브리드카(HEV) 및 신재생에너지 등장과 함께 산업 시장에서 여러 수요가 맞물리면서 모스펫과 같은 전력반도체 중요성을 갈수록 커지고 있다. 가전·산업용 모터에는 전력 효율화를 위해 모스펫을 탑재하는 경우가 늘었으며 차량용 인버터나 전기차 후륜에는 IGBT가 필수로 들어가고 있다.
시장조사업체 QY리서치에 따르면 지난해 전력반도체 디스크리트 시장 규모는 352억8000만 달러로 향후 연평균 8.2% 성장해 2029년 613억 달러에 이를 전망이다. 이중 제품 유형별로 살펴보면 모스펫은 약 35% 점유율로 가장 높은 비중을 차지하고 있다.
삼성전자와 인피니언 물량 수주가 갖는 또 다른 의미는 인피니언이 갖고 있는 독보적 지위 때문이다. 업계에 따르면 인피니언은 온세미컨덕터와 ST마이크로 등을 제치고 전력반도체 분야에서 수년 동안 글로벌 1위를 놓치지 않고 있다.
인피니언은 팹리스면서도 동시에 일부 제품을 생산하는 종합반도체기업이다. MCU(마이크로컨트롤러유닛)이나 센서 등은 TSMC 공장을 통해 생산하지만 전력반도체만큼은 위탁생산 비중이 높지 않다. 그만큼 레거시 공정에서 삼성전자 파운드리 경쟁력을 인정받았다는 뜻으로도 해석할 수 있다.
양사간 협력 범위가 확대될 가능성도 크다. 모스펫 외에도 전력반도체 분야가 다양하기 때문이다. 앞서 언급한 IGBT 외에도 최근에는 SiC(실리콘카바이드)나 GaN(질화칼륨) 등 차세대 전력반도체가 주목받고 있다. 인피니언과 삼성전자 협력이 강화됨에 따라 양사가 IGBT나 차세대 전력반도체 협력 가능성도 충분하다는 게 업계 관측이다.
삼성전자는 최근 부쩍 차세대 전력반도체에 대해 관심을 갖고 연구를 진행 중이다. 인피니언 역시 늘어나는 전기차 수요에 대비하려면 증설이 필요하지만 막대한 비용이 발생해 부담스럽다. 인피니언이 SiC 관련된 기술 등을 전수해주고 로열티를 받으면서 삼성전자가 생산하는 방식의 그림도 그려질 수 있다.
양사 파운드리 협력에 대해 삼성전자와 인피니언코리아 관계자는 “고객사에 대해서는 구체적으로 언급할 수 없다”고 말했다.
디일렉=강승태 기자 [email protected]
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