삼성전자, 반도체 신소자(GaN·질화갈륨) 연구 본격 추진

[아시아경제 박성호 기자]삼성전자가 질화갈륨(GaN)을 이용한 전력용 반도체 등 반도체 신소자 관련 연구를 추진한다.

현재 사용하는 실리콘 대신 질화갈륨을 기반으로 하면 전력소비를 크게 아낄 수 있는 이점이 있어 이미 독일 인피니언테크놀로지도 관련 연구프로젝트를 진행하고 있다. 특히 그동안 상용화 걸림돌이었던 질화갈륨 가격이 큰 폭으로 떨어져 삼성이 신소자 연구에 박차를 가할 것으로 예상된다.

4일 관련업계에 따르면 삼성전자 산하 삼성종합기술원은 최근 질화갈륨을 기반으로 하는 전력용 반도체 연구 등을 위해 미국 비코(Veeco)사로부터 유기금속화학증착장비(MOCVD)를 도입하기로 했다. 이 장비는 LED와 반도체제조 등에 쓰이는 범용이지만 비코사는 삼성종합기술원이 질화갈륨을 이용한 전력전자기기(Power electronics) 연구를 위한 목적이라고 설명했다.

삼성전자 관계자는 "삼성종합기술원이 반도체 신소자 관련 연구를 위해 비코사로부터 관련장비를 들여오기로 했으며 다양한 연구가 이뤄질 것"이라고 설명했다.

이에 대해 업계는 삼성종합기술원이 질화갈륨을 이용한 전력용 반도체 연구에 돌입한 것으로 분석하고 있다. 삼성종합기술원은 새로운 질화갈륨을 이용한 LED도 개발한 바 있다.

자동차와 가전 등 각종 제품에서 모터 등의 전기를 효율적으로 제어해 전체 시스템의 안정적 동작을 가능케 하는 전력용 반도체는 현재 실리콘(si)기반으로 제조되지만 고전압 환경에서 전력 전달 효율이 낮아 에너지 낭비가 크다는 단점이 있다. 이에 따라 전력전달 효율성이 높은 질화갈륨 등 신소자를 이용한 연구가 주목을 받고 있는 것이다.

이미 작년 12월 인피니언테크놀로지는 반도체 및 태양에너지 산업 분야 5개 협력기관이 독일연방교육연구부(BMBF)의 지원을 받아 뉴랜드(NEULAND) 프로젝트를 진행한다고 발표했다. 탄화규소, 질화갈륨과 같은 화합물 반도체에 기반해 높은 에너지 및 비용 효율을 제공하는 전력용반도체를 개발하겠다는 계획이다.

이 프로젝트는 태양광 인버터에서 전력망에 전기를 공급할 때 시스템 비용을 대폭 증가시키지 않으면서 에너지 손실을 50%까지 줄이는 것을 목표로 하고 있다.

특히 지난 2005년 장당 1만달러에 거래되던 2인치 사이즈의 질화갈륨 웨이퍼가 5년만에 2000달러선까지 떨어져 일본 뿐 아니라 국내에서 삼성코닝정밀소재, 와이즈파워 등 10여개 업체가 제조라인 구축, 기술 개발 등에 적극 나서고 있다.

한편 삼성전자 관계자는 "삼성종합기술원의 연구는 선행기술 개발차원이기 때문에 연구착수가 바로 기술 및 제품 상용화로 이어지지는 않는다"며 "중장기 연구차원에서 질화갈륨 등 반도체 신소자 관련 프로젝트가 진행되는 것"이라고 밝혔다.

박성호 기자 vicman1203@