
파워모듈, 소재 경쟁력이 사업 좌우
파워반도체를 집약시킨 파워 모듈을 완성하기 위해서는 최상부에 실장하는 칩과 접합소재가 필요할 뿐만 아니라 주변부는 봉지재로 덮고 하부에는 열을 내보내기 위한 쿨러가 장착된다.
봉지재 최대 메이저 스미토모베이클라이트와 후공정 소재 글로벌 1위 레조낙(Resonac)은 파워 모듈 관련 소재를 종합적으로 공급하고 있다.
파워 모듈 분야 글로벌 1위를 목표로 하는 스미토모베이클라이트는 칩 접합용 소결재부터 칩 보호용 웨이퍼 코팅제, 금속 기판용 방열 절연 시트를 라인업하고 있다. 봉지재는 케이스 타입용 에폭시 주형재, 몰드 타입용 에폭시 봉지재를 공급하고 있으며 케이스 타입용 페놀 케이스까지 갖추고 있다.

파워모듈용 소재는 높은 내열성과 방열성이 필수적이다. 스미토모베이클라이트의 은 소결재는 은으로 이루어져 방열성이 뛰어나며 수지가 포함돼 밀착성도 우수한 편이다. 케이스 타입 봉지재로는 실리콘 겔이 주류를 형성하고 있으나 스미토모베이클라이트는 내열성이 더 뛰어난 에폭시 주형재로 전환을 이끌 계획이다.
케이스는 열가소성 EP(엔지니어링 플래스틱)가 주류이나 열경화성으로 신뢰성이 높은 페놀수지(Phenolic Resin)로 대체할 방침이다. 몰드 타입은 케이스를 사용하지 않아 소형화, 경량화, 생산 효율화에 기여한다.
2024년에는 SiC(탄화규소) 에피웨이퍼 대응 고내열 에폭시 봉지재를 개발해 가교 밀도 향상과 수지 주사슬 골격 강직화 등으로 유리전이온도(Tg) 섭씨 240도를 달성했다. 앞으로 광범위한 소재 라인업을 활용해 모듈 시제품을 만들어 솔루션을 제공할 예정이다.
레조낙은 구리 페이스트 소결재를 공급하고 있다.
몰드 타입용 봉지재와 계면 밀착성 향상에 기여하는 코팅제도 생산한다. 웨이퍼 코팅제는 계열사인 Hd Microsystems가 담당하고 있다.
레조낙은 SiC 에피웨이퍼와 알루미늄 냉각기까지 공급하며 오야마(Oyama) 사업장에 파워모듈 통합센터(PMiC)를 두고 조립 및 시험 장비를 완비해 시제품 제작부터 테스트까지 일괄 대응하고 있다.
2025년부터 수요기업을 PMiC로 초청해 공동창조 활동을 시작하는 등 수요기업과의 밀착도를 강화하고 개발 기간을 단축하고 있다.
SiC, 중국이 일본 맹추격
파워반도체 시장 역시 일반 반도체와 마찬가지로 실리콘(Si) 칩이 주류를 이루고 있다.
다만, 최근에는 전기자동차용을 중심으로 SiC(탄화규소)가 확대되고 GaN(질화갈륨)도 스마트폰·서버 전력용으로 수요가 증가하고 있다.

일본 후지경제(Fuji Keizai)에 따르면, 파워반도체 시장은 2035년 SiC, GaN, 산화갈륨(Ga2O3)을 포함한 차세대 파워반도체 점유율이 45%로 실리콘 55%에 근접할 것으로 예상된다.
SiC 분야에서는 중국기업들이 시장점유율을 확대하면서 2025년 7월 미국 울프스피드(Wolfspeed)가 파산보호를 신청하는 사태가 발생했다. 중국은 Si 시장에서도 위상을 강화하고 있다.
중국기업의 부상에 대응하기 위해 SiC 에피웨이퍼 1위인 레조낙은 SiC 웨이퍼에 에피층을 형성하는 REC on REC SiC 에피웨이퍼로 하이엔드 영역에서 차별화에 나섰다.
센트럴글래스(Central Glass)와 옥사이드(Oxide)는 기존 승화법과 차별화되는 용액법 SiC 웨이퍼 사업화를 추진하고 있다. 용액법은 Si 단결정 잉곳 제조법과 유사해 생산성 및 대구경화에서 유리하며 저온 공정이어서 결함 수도 억제하기 쉬운 것으로 평가된다. 양사는 차세대 분야에서 게임 체인저를 목표로 Ga2O3 웨이퍼도 개발하고 있다.
코스트다운에 중점을 둔 접합 SiC도 등장했다. 다결정 SiC 웨이퍼 지지 기판 위에 얇은 단결정 SiC층을 적층해 단결정 SiC 웨이퍼에서 1장에서 10장 이상의 단결정 SiC 박막층을 생산할 수 있다.
도카이카본(Tokai Carbon)은 2024년 프랑스 반도체 소재 메이저 소이텍(Soitec)에게 다결정 SiC 웨이퍼를 공급하는 중장기 계약을 체결했다. 소이텍은 이후 레조낙이 단결정 SiC 웨이퍼를 공급하는 8인치 접합 SiC 웨이퍼 공동개발 계약도 체결했다.
스미토모금속(Sumitomo Metal Mining)은 2025년 SiC 접합 기판 사업을 담당하는 자회사를 흡수합병하고 평탄성이 우수한 다결정 지지 기판 공급과 접합 기술 라이선스를 결합한 사업 모델을 추진하고 있다. (윤우성 선임기자: yys@chemlocus.com)