전기 자동차, 신재생 에너지 시스템, 차세대 통신 기술의 급속한 발전에 힘입어 실리콘 카바이드(SiC) 기판 산업은 가속 확장기에 들어섰습니다. SiC는 와이드 밴드갭 반도체의 핵심 소재로 기존 실리콘의 한계를 뛰어넘는 고온·고전압·고주파 소자 성능을 구현한다. 생산 능력이 확장됨에 따라 시장은 채택 범위 확대, 비용 절감 및 지속적인 기술 향상을 향해 나아가고 있습니다.
탄화규소(SiC)는 규소와 탄소로 구성된 합성 화합물입니다. 이 제품은 매우 높은 융점(~2700°C), 다이아몬드 다음으로 높은 경도, 높은 열 전도성, 넓은 밴드갭, 높은 항복 전기장, 빠른 전자 포화 표류 속도를 특징으로 합니다. 이러한 특성으로 인해 SiC는 전력 전자 장치 및 RF 응용 분야에서 가장 중요한 재료 중 하나입니다.
SiC 기판전기 저항률에 따라 분류됩니다.
반절연 기판(≥10⁵ Ω·cm), 5G 통신, 레이더 및 고주파 전자 장치의 GaN-on-SiC RF 장치에 사용됩니다.
전도성 기판(15~30mΩ·cm), EV, 재생에너지, 산업용 모듈, 철도 운송용 전력 장치의 SiC 에피택셜 웨이퍼에 사용됩니다.
SiC 가치 사슬은 원료 합성, 결정 성장, 잉곳 가공, 웨이퍼 슬라이싱, 연삭, 연마, 에피택셜 성장, 장치 제조 및 다운스트림 애플리케이션으로 구성됩니다. 이러한 단계 중에서 기판 제조는 기술 장벽이 가장 높고 비용 기여도가 가장 높으며 전체 장치 비용의 약 46%를 차지합니다.
반절연 기판은 고주파수 RF 애플리케이션을 지원하는 반면, 전도성 기판은 고전력 및 고전압 장치 시장에 사용됩니다.
SiC 기판 생산에는 결함, 순도 및 균일성을 제어하기 위한 수십 개의 고정밀 단계가 필요합니다.
고순도 실리콘과 탄소 분말을 혼합하고 2000°C 이상의 온도에서 반응시켜 결정상과 불순물 수준이 제어된 SiC 분말을 형성합니다.
결정 성장은 기판 품질에 영향을 미치는 가장 중요한 단계입니다. 주요 방법은 다음과 같습니다.
PVT(물리적 증기 수송):SiC 분말을 종결정 위에서 승화, 재결정화시키는 주류 산업 방식입니다.
HTCVD(고온 CVD):순도는 높이고 결함 수준은 낮추지만 더 복잡한 장비가 필요합니다.
LPE(액상 에피택시):결함이 적은 결정을 생산할 수 있지만 비용이 더 많이 들고 규모가 더 복잡합니다.
성장한 결정은 표준화된 잉곳으로 방향을 정하고, 모양을 만들고, 분쇄됩니다.
다이아몬드 와이어 톱은 잉곳을 웨이퍼로 절단한 후 워프, 보우 및 TTV 검사를 받습니다.
기계적, 화학적 공정을 통해 표면을 얇게 만들고 손상을 제거하며 나노미터 수준의 평탄도를 달성합니다.
초정정 절차는 입자, 금속 이온 및 유기 오염물질을 제거하여 최종 SiC 기판을 생성합니다.
업계 조사에 따르면 전 세계 SiC 기판 시장은 2022년 약 7억 5,400만 달러에 달해 전년 대비 27.8% 성장한 것으로 나타났습니다. 시장은 2025년까지 16억 달러에 이를 것으로 예상된다.
전도성 기판은 EV와 재생에너지에 의해 수요의 약 68%를 차지합니다. 반절연 기판은 5G 및 고주파 애플리케이션에 의해 구동되는 약 32%를 차지합니다.
업계에는 긴 R&D 주기, 결정 결함 제어, 고급 장비 요구 사항 등 기술적 한계가 높습니다. 현재 글로벌 공급업체들이 전도성 기판 분야에서 강력한 입지를 점하고 있는 반면, 국내 제조업체들은 결정 성장 품질, 결함 밀도 제어 및 대구경 역량을 빠르게 향상시키고 있습니다. 원가 경쟁력은 수율 개선과 생산 규모에 따라 더욱 좌우될 것입니다.
장치당 비용을 줄이고 생산량을 높이려면 대구경 웨이퍼로의 전환이 필수적입니다.
반절연 기판이 4인치에서 6인치로 이동하고 있습니다.
전도성 기판이 6인치에서 8인치로 이동하고 있습니다.
마이크로파이프, 기저면 전위 및 적층 결함을 줄이는 것이 고수율 장치 제조를 달성하는 데 중요합니다.
더 많은 제조업체가 산업 규모의 생산에 도달함에 따라 비용 이점과 공급 안정성으로 인해 SiC 장치의 글로벌 채택이 가속화될 것입니다.
강력한 성장 모멘텀은 전기 자동차, 고속 충전 인프라, 태양광 발전, 에너지 저장 시스템, 산업용 전력 모듈 및 고급 통신 시스템에서 비롯됩니다.
탄화규소 기판 산업은 응용 분야 확장, 빠른 기술 발전, 생산 규모 증가 등을 특징으로 하는 전략적 성장 창구에 진입하고 있습니다. 웨이퍼 크기가 증가하고 결정 품질이 향상됨에 따라 SiC는 글로벌 전기화 및 전력 변환 시스템에서 점점 더 중요한 역할을 담당하게 될 것입니다. 결함 제어, 수율 최적화 및 대구경 기술을 선도하는 제조업체는 다음 단계의 시장 기회를 포착할 것입니다.
전기 자동차, 신재생 에너지 시스템, 차세대 통신 기술의 급속한 발전에 힘입어 실리콘 카바이드(SiC) 기판 산업은 가속 확장기에 들어섰습니다. SiC는 와이드 밴드갭 반도체의 핵심 소재로 기존 실리콘의 한계를 뛰어넘는 고온·고전압·고주파 소자 성능을 구현한다. 생산 능력이 확장됨에 따라 시장은 채택 범위 확대, 비용 절감 및 지속적인 기술 향상을 향해 나아가고 있습니다.
탄화규소(SiC)는 규소와 탄소로 구성된 합성 화합물입니다. 이 제품은 매우 높은 융점(~2700°C), 다이아몬드 다음으로 높은 경도, 높은 열 전도성, 넓은 밴드갭, 높은 항복 전기장, 빠른 전자 포화 표류 속도를 특징으로 합니다. 이러한 특성으로 인해 SiC는 전력 전자 장치 및 RF 응용 분야에서 가장 중요한 재료 중 하나입니다.
SiC 기판전기 저항률에 따라 분류됩니다.
반절연 기판(≥10⁵ Ω·cm), 5G 통신, 레이더 및 고주파 전자 장치의 GaN-on-SiC RF 장치에 사용됩니다.
전도성 기판(15~30mΩ·cm), EV, 재생에너지, 산업용 모듈, 철도 운송용 전력 장치의 SiC 에피택셜 웨이퍼에 사용됩니다.
SiC 가치 사슬은 원료 합성, 결정 성장, 잉곳 가공, 웨이퍼 슬라이싱, 연삭, 연마, 에피택셜 성장, 장치 제조 및 다운스트림 애플리케이션으로 구성됩니다. 이러한 단계 중에서 기판 제조는 기술 장벽이 가장 높고 비용 기여도가 가장 높으며 전체 장치 비용의 약 46%를 차지합니다.
반절연 기판은 고주파수 RF 애플리케이션을 지원하는 반면, 전도성 기판은 고전력 및 고전압 장치 시장에 사용됩니다.
SiC 기판 생산에는 결함, 순도 및 균일성을 제어하기 위한 수십 개의 고정밀 단계가 필요합니다.
고순도 실리콘과 탄소 분말을 혼합하고 2000°C 이상의 온도에서 반응시켜 결정상과 불순물 수준이 제어된 SiC 분말을 형성합니다.
결정 성장은 기판 품질에 영향을 미치는 가장 중요한 단계입니다. 주요 방법은 다음과 같습니다.
PVT(물리적 증기 수송):SiC 분말을 종결정 위에서 승화, 재결정화시키는 주류 산업 방식입니다.
HTCVD(고온 CVD):순도는 높이고 결함 수준은 낮추지만 더 복잡한 장비가 필요합니다.
LPE(액상 에피택시):결함이 적은 결정을 생산할 수 있지만 비용이 더 많이 들고 규모가 더 복잡합니다.
성장한 결정은 표준화된 잉곳으로 방향을 정하고, 모양을 만들고, 분쇄됩니다.
다이아몬드 와이어 톱은 잉곳을 웨이퍼로 절단한 후 워프, 보우 및 TTV 검사를 받습니다.
기계적, 화학적 공정을 통해 표면을 얇게 만들고 손상을 제거하며 나노미터 수준의 평탄도를 달성합니다.
초정정 절차는 입자, 금속 이온 및 유기 오염물질을 제거하여 최종 SiC 기판을 생성합니다.
업계 조사에 따르면 전 세계 SiC 기판 시장은 2022년 약 7억 5,400만 달러에 달해 전년 대비 27.8% 성장한 것으로 나타났습니다. 시장은 2025년까지 16억 달러에 이를 것으로 예상된다.
전도성 기판은 EV와 재생에너지에 의해 수요의 약 68%를 차지합니다. 반절연 기판은 5G 및 고주파 애플리케이션에 의해 구동되는 약 32%를 차지합니다.
업계에는 긴 R&D 주기, 결정 결함 제어, 고급 장비 요구 사항 등 기술적 한계가 높습니다. 현재 글로벌 공급업체들이 전도성 기판 분야에서 강력한 입지를 점하고 있는 반면, 국내 제조업체들은 결정 성장 품질, 결함 밀도 제어 및 대구경 역량을 빠르게 향상시키고 있습니다. 원가 경쟁력은 수율 개선과 생산 규모에 따라 더욱 좌우될 것입니다.
장치당 비용을 줄이고 생산량을 높이려면 대구경 웨이퍼로의 전환이 필수적입니다.
반절연 기판이 4인치에서 6인치로 이동하고 있습니다.
전도성 기판이 6인치에서 8인치로 이동하고 있습니다.
마이크로파이프, 기저면 전위 및 적층 결함을 줄이는 것이 고수율 장치 제조를 달성하는 데 중요합니다.
더 많은 제조업체가 산업 규모의 생산에 도달함에 따라 비용 이점과 공급 안정성으로 인해 SiC 장치의 글로벌 채택이 가속화될 것입니다.
강력한 성장 모멘텀은 전기 자동차, 고속 충전 인프라, 태양광 발전, 에너지 저장 시스템, 산업용 전력 모듈 및 고급 통신 시스템에서 비롯됩니다.
탄화규소 기판 산업은 응용 분야 확장, 빠른 기술 발전, 생산 규모 증가 등을 특징으로 하는 전략적 성장 창구에 진입하고 있습니다. 웨이퍼 크기가 증가하고 결정 품질이 향상됨에 따라 SiC는 글로벌 전기화 및 전력 변환 시스템에서 점점 더 중요한 역할을 담당하게 될 것입니다. 결함 제어, 수율 최적화 및 대구경 기술을 선도하는 제조업체는 다음 단계의 시장 기회를 포착할 것입니다.
