질화갈륨(GaN) 전력 반도체 시장이 소비자용 충전기 분야를 중심으로 빠르게 성장하고 있다.
6일 시장조사업체 욜디벨롭먼트에 따르면 GaN 전력 반도체 시장은 지난해 4600만달러에서 2026년까지 연평균 70%씩 성장해 11억달러를 기록할 것으로 전망된다.
화학물 반도체에 속하는 GaN 전력 반도체는 실리콘(Si) 반도체 보다 스위칭 속도가 빠르고 밴드갭이 3배 높다는 점이 특징이다. 이런 특징으로 무선통신(RF) 장비와 가전, 전력변환 장치 등에 활용이 높아지는 추세다.
가장 높은 성장이 기대되는 분야는 스마트폰 고속 충전기 분야다. 고속 충전기가 포함된 소비자용 GaN 전력 반도체 시장은 2026년까지 연평균 69%으로 성장해 약 6억7200만달러로 성장이 전망된다. 이는 전체 GaN 전력 반도체 시장에서 61% 점유율을 차지하게 될 것으로 보인다.
최근 스마트폰 OEM사는 고속 충전 기능을 위해 GaN 전력 반도체를 채택하는 비율이 늘고 있다. 지금까지 삼성전자, 애플, 샤오미, 레노버, 리얼미 등의 10개의 스마트폰 OEM사가 GaN 충전기가 있는 스마트폰 모델을 18개 이상 출시한 것으로 집계된다.
5G 및 데이터 통신 분야는 두번째로 높은 비중을 차지할 전망이다. 2026년까지 연평균 71% 성장해 2억2300만달러의 성장이 전망된다. 최근 엘텍, 델타, 벨파워 등이 GaN 기반의 전원공급 장치를 소량으로 채택하기 시작했다.
GaN 시장에서 자동차 분야는 가장 높은 성장률을 기록할 전망이다. 2026년까지 연평균 185%로 성장해 1억5500만달러가 예상된다. 업계에서는 내년부터 자동차 OEM 및 티어1 업체들이 DC/DC 컨버터와 차량 내 충전 시스템인 OBC(On board Charger)에 GaN 반도체를 채택할 것으로 기대하고 있다.
반면, 전기차 인버터 분야에서는 실리콘카바이드(SiC) 반도체를 더 선호하는 추세다. SiC은 가격이 GaN 보다 비싸지만 Si 보다 10배의 전압과 400도 이상의 고열에서도 작동해 장점이다.
욜디벨롭먼트는 "장기적으로 GaN 반도체가 낮은 가격으로 제공되면서 신뢰성과 고전류 기능까지 입증할 경우 전기차의 인버터 시장을 공략할 가능성이 높아질 것"이라며 "최근 독일의 비스아이씨가 전기차 인버터용 GaN 솔루션을 개발해 SiC 반도체와 경쟁하고 있다고 설명했다.
최근 국내외 반도체 업계에서는 GaN 반도체 개발 및 투자가 활발해진 추세다. 글로벌 기업으로는 로옴, ST마이크로일렉트로닉스, 인피니언, 온세미컨덕터, 넥스페리아 등이 대표적이다. 국내에서는 RFHIC, 시지트로닉스, 에이프로, ETRI, 나노종합기술원 등이 제품 개발 및 양산을 하고 있다. 최근에는 실리콘웍스(LX세미콘)이 신사업으로 GaN 및 SiC 반도체 개발에 나섰다.