차세대 전력반도체 전문기업 파워큐브세미가 산화갈륨(Ga2O3) 반도체 전용 양산 라인에서 수율 80%를 달성했다고 11일 밝혔다.
연구실 단위의 실험 단계를 넘어 실제 공장 라인에서 상용화가 가능한 생산성을 확인한 셈이다.
파워큐브세미는 2025년 8월 경기도 성남시 상대원동에 산화갈륨 전용 양산 공정라인을 구축했다. 팹(Fab)을 세운 뒤 약 1년 동안 장비 세팅을 안정화하고 공정 조건을 다듬는 작업에 매달렸다. 웨이퍼 가공과 열처리 등 제조 공정 전반을 튜닝하며 불량률을 낮춘 끝에 80% 수율에 도달했다.
산화갈륨은 반도체 업계에서 기존 실리콘(Si)과 3세대 화합물 반도체인 실리콘카바이드(SiC), 질화갈륨(GaN)을 이을 차세대 물질로 꼽힌다. 에너지 밴드갭이 훨씬 넓은 울트라 와이드 밴드갭(UWBG) 특성을 갖춰 초고전압과 극한의 고온 환경에서도 전력 손실을 크게 줄인다.
무엇보다 제조 단가 측면에서 잠재력이 크다. 기존 SiC나 GaN은 고온·고압 환경에서 결정을 천천히 길러내야 해 웨이퍼 단가가 비싸고 대구경화가 어렵다는 한계가 뚜렷했다.
반면 산화갈륨은 용액 상태에서 결정을 뽑아 올리는 용융상 성장법(Melt-Growth Method)을 적용할 수 있다. 일반 실리콘 웨이퍼를 만들듯 대면적 웨이퍼를 대량으로 뽑아내기 쉬워 소자 제작 비용을 대폭 낮출 수 있다는 뜻이다. 고전압 소자를 저렴하게 공급할 수 있는 물리적 기반을 갖춘 셈이다.
수율 안정화를 마친 파워큐브세미는 올해 말 3000V급 산화갈륨 전력반도체 시제품을 선보일 예정이다. 현재 주류로 자리 잡은 SiC 소자가 주로 커버하는 1200V 안팎을 훌쩍 뛰어넘는 초고전압 영역이다.
시제품 검증을 거친 뒤 2027년부터는 SiC나 GaN이 진입하기 까다로웠던 초고전압 전력변환 장치와 산업용 전력 인프라 시장을 중심으로 본격적인 납품과 사업화를 추진한다. 고속철도, 전기차 충전 인프라, 신재생에너지 송배전 설비 등이 주요 타깃이다.
경신수 파워큐브세미 최고기술책임자(CTO)는 "이번 수율 80% 확보를 통해 산화갈륨 상용화를 위한 핵심 제조기술을 다졌다"며 "앞으로 공정 고도화와 함께 제품 라인업을 넓혀 차세대 전력반도체 시장에서 확실한 기술 격차를 만들겠다"고 말했다.
