SCC, 일본‧미국 화합물반도체 생산 … GaN 에피텍셜 웨이퍼 중심

스미토모케미칼(SCC: Sumitomo Chemical)은 자율주행, 5G통신용 화합물 반도체를 2020년부터 일본과 미국에서 양산할 계획이다.
화합물 반도체는 차세대 자율주행 분야에 3D 센싱기술이 우수한 센서 시스템인 Li-DAR의 광원으로 면발광 레이저(VCSEL) 채용이 늘어나고 있으며 갈륨비소(GaAs) 에피택셜 웨이퍼 수요가 증가할 것으로 예상됨에 따라 생산을 확정한 것으로 알려졌다.
스미토모케미칼은 일본에서 유일하게 GaAs 에피택셜 웨이퍼를 생산하고 있으며 미국에서도 일부 양산을 시작한 가운데 일본 생산체제를 정비함으로써 본격적으로 수요 증가에 대응할 계획이다.
5G 분야에서는 신호를 효율적으로 증폭할 수 있는 질화갈륨(GaN) 에피택셜 웨이퍼의 기지국용 수요가 증가할 것으로 기대하고 있다.
스미토모케미칼은 최근 GaN 에피택셜 웨이퍼 증설을 완료했으며 3년 안에 추가로 생산능력을 2배 확대하는 방안을 검토하고 있다.
화합물 반도체인 에피택셜 웨이퍼는 실리콘(Silicone) 등 단원소 반도체와 비교해 고속으로 신호를 처리할 수 있으며 내열성 등이 우수하다.
반도체 기판 위에 박막 상태로 결정을 성장시키는 것이며, 스미토모케미칼은 2015년 Hitachi Metals로부터 사업을 인수해 자회사 사이옥스(Sciocs)를 통해 사업을 영위하고 있다.
VCSEL은 미국 스마트폰 메이저의 얼굴 인증용 채용을 계기로 수요가 증가하고 있으며 중국 스마트폰 메이저도 도입하고 있어 앞으로도 성장세가 기대되고 있다.
스마트폰보다 부재 사이즈가 큰 자동차용도 자율주행 보급을 타고 수요 증가가 예상되고 있다.
특히, 근적외선이 반사하는 왕복시간을 이용함으로써 사람이나 사물 등 외부 장애물을 감지하는 센서 기술인 Li-DAR가 자율주행산업의 중심이 되면서 VCSEL 수요가 계속 증가할 것으로 판단되고 있다.
VCSEL에 사용하는 GaAs 에피택셜 웨이퍼는 고주파 영역에서 신호처리 기능이 우수하며 소비전력이 적다는 강점이 있다.
스미토모케미칼 외에는 세계 최대 메이저인 영국 IQE, 타이완 VPEC 등 생산기업이 3사뿐이다.
스미토모케미칼은 사이옥스의 치바(Chiba) 사업장에 전용 생산설비를 갖추고 있으며 미국 자회사 Sumitomo Chemical Advanced Technologies(SCAT)를 통해서도 애리조나에서 생산하고 있다.
최근에는 자율주행용으로 GaAs 에피택셜 웨이퍼 샘플을 공급하며 수요기업 평가를 진행하고 있고 SCAT에서 일부 양산을 시작했다. 치바공장도 양산체제를 정비하고 본격적으로 수요 대응에 나설 방침이다.
GaN 에피택셜 웨이퍼는 고주파 기기에 적합한 것으로 평가되고 있다.
GaN 기판은 블루레이의 청색 레이저나 프로젝션 맵핑 등에 사용되고 있는 대형 프로젝터에서 채용 및 대체가 추진되고 있다.
스미토모케미칼은 GaN 기판 사업에서 압도적인 시장점유율을 장악하고 있으며 GaN 에피택셜 웨이퍼 역시 5G용으로 채용을 확대할 수 있도록 고심하고 있다.
GaN 에피택셜 웨이퍼는 신호를 효율적으로 증폭할 수 있기 때문에 소비전력을 절감할 수 있으며 발열이 적은 것이 특징이며 5G 기지국을 소형화할 수 있다는 강점이 부각되고 있다.
아울러 생산기업이 스미토모케미칼과 영국 IQE, 미국 CREE 뿐이라는 점에서도 경쟁력을 갖춘 것으로 평가하고 있다.
사이옥스는 3년 동안 GaN 에피택셜 웨이퍼 증설 공사를 진행함으로써 생산능력을 기존의 3-4배 정도 확대했으며 앞으로 5G 시대가 본격적으로 도래할 것이라는 판단 아래 3년 동안 생산능력을 추가로 2배 확대할 계획이다. (K)