화학뉴스

Sumitomo Chemical(SCC)이 파워 반도체용으로 실리콘(Silicone) 기판에 질화칼륨(GaN)의 얇은 맑을 형성한 화합물 반도체를 개발했다.
신규 개발한 화합물 반도체는 고주파를 통해 전력을 효율적으로 변환할 수 있으며 실리콘 기반의 반도체에 비해 회로를 몇배 가량 작게 제작할 수 있는 것으로 알려졌다. 내전압이 뛰어나고 전력 소비량을 절감할 수 있는 특징도 있다.
SCC는 가전 등 가전제품의 회로를 주요 용도로 1-2년 안에 실용화할 방침이다.
2016년 시작하는 신 중기경영계획에서는 질화물 반도체를 성장사업의 하나로 정의하고 적극 육성해 나갈 계획이다.
GaN은 전기저항이 적기 때문에 반도체 소재에 활용하면 전력손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.
통신 기지국 및 자동차, 전철 등에 사용하는 파워 반도체용은 탄화규소(SiC) 및 GaN 기판에 GaN을 박막 형성시킨 화합물 반도체가 선행한다.
가전 및 IT기기 등의 회로에도 기존 실리콘에 비해 전력 변환효율이 뛰어난 반도체 소재가 요구되고 있으나 SiC, GaN 기판의 제조코스트가 비싼 것이 보급 장벽으로 작용하고 있다.
SCC은 실리콘 기판에 GaN의 박막을 형성해 저가에 양산할 수 있는 질화물 반도체를 개발했다.
GaN을 결정 성장시키는 장치를 도입해 샘플 출하를 시작했으며, 실리콘 기판과 GaN의 사이에 독자 설계한 완충장치를 장착함으로써 각 결정특성의 차이를 극복했다.
양산체제는 SCC의 Chiba 공장 또는 화합물 반도체를 생산하는 Ibaraki 공장에 건설할 예정이다.
실리콘 반도체는 전력 변환 손실 시 발생하는 열을 방출하기 위해 부재를 탑재해야 하기 때문에 회로가 커지게 된다.
GaN은 고주파를 활용하기 때문에 변환 로스가 적어 방열 부재가 필요 없고 전기의 온‧오프를 빠르게 전환할 수 있는 특징도 있어 회로를 작게 제작하는 것이 가능하다.
반도체 자체는 실리콘 기반에 비해 다소 비싸나 전력 손실 억제부분 등도 포함하면 비용을 절감할 수 있다.
SCC는 자회사 Sciocs를 통해 SiC 기판에 GaN을 결정 성장시킨 화합물 반도체를 통신기지국용으로 공급하고 산업용 기기 및 자동차, 철도에 사용하는 파워 반도체용에는 GaN 기판에 GaN을 박막 형성한 반도체를 개발하고 있다.
다양한 기판에 GaN 층을 보유한 차세대 반도체를 라인업함으로써 다양한 용도로 사업기회를 확대한다.
SCC는 ICT(정보통신기술) 분야에서 액정 디스플레이 부재 및 분리막, 화합물 반도체 등 성장 사업군의 매출액을 현재 6500억엔에서 2020년 1000억엔으로 확대할 계획이다. (L)