실리콘 카바이드 전력 반도체 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026 – 2031)

실리콘 카바이드(SiC) 전력 반도체 시장 개요 (2026-2031)

# 1. 시장 개요 및 주요 수치

실리콘 카바이드(SiC) 전력 반도체 시장은 2020년부터 2031년까지의 연구 기간 동안 상당한 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 2026년 34.1억 달러 규모에서 2031년에는 102.6억 달러에 이를 것으로 전망되며, 이는 2026년부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR) 24.68%에 해당합니다. 북미 지역이 가장 빠르게 성장하는 시장으로, 아시아 태평양 지역은 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있으며, 시장 집중도는 중간 수준입니다.

# 2. 시장 분석 및 성장 동력

이러한 성장은 SiC 기술의 광대역갭(wide-bandgap) 이점, 즉 더 높은 항복 전압, 낮은 스위칭 손실, 우수한 열전도율 덕분입니다. 이는 기존 실리콘 장치로는 달성할 수 없는 성능을 가능하게 합니다. 전기화 목표 의무화, 350kW 이상의 고속 충전 인프라 확산, 150mm 및 200mm 팹의 정책 지원 생산 능력 증대가 수요를 견인하고 있습니다. 자동차 OEM의 수직 통합, 8인치 웨이퍼로의 공격적인 전환, 미국 CHIPS Act 및 EU IPCEI 기금과 같은 지정학적 인센티브는 국내 제조로 자본을 유도하며 공급-수요 역학을 형성하고 있습니다. 결함 밀도와 패키지 수준의 열 한계가 여전히 비용 부담으로 작용하지만, EV 트랙션 인버터, 데이터센터 전력 선반, 고전압 재생 에너지 분야의 생산량 증가는 SiC 전력 반도체 시장의 가파른 성장 궤도를 유지하고 있습니다.

주요 성장 동력 상세 분석:

* EV 트랙션 인버터 효율성 의무화: 유럽연합(EU)과 중국의 규제 압력은 자동차 제조업체들이 구동계 효율을 극대화하도록 강제하고 있습니다. SiC MOSFET 기반 800V 아키텍처는 실리콘 IGBT 솔루션 대비 2~4%의 에너지 절감 효과를 제공하여 배터리 팩 경량화 또는 주행 거리 연장으로 이어집니다. 유럽연합 집행위원회의 2025-2030년 차량 CO₂ 배출량 제한은 SiC를 틈새시장에서 주류로 격상시키고 있으며, BYD의 메가와트급 플래시 충전 프로토타입은 낮은 스위칭 손실이 충전소 수준의 CAPEX를 어떻게 절감하는지 보여줍니다. 테슬라의 장기 웨이퍼 조달 계약은 OEM들이 SiC 접근을 전략적으로 간주하고 있음을 보여주며, 이는 물량 기반의 비용 절감을 통해 SiC 전력 반도체 시장 전반에 이점을 제공합니다.
* 글로벌 SiC 팹 생산 능력 확장 (150mm 및 200mm): 150mm에서 200mm 웨이퍼로의 전환은 생산량당 다이 출력을 약 2.2배 증가시키고 단위 비용을 최대 40%까지 절감합니다. 울프스피드(Wolfspeed)의 뉴욕 모호크 밸리 팹과 인피니언(Infineon)의 말레이시아 쿨림 2 라인은 수십억 달러 규모의 투자가 필요함을 보여주며 높은 진입 장벽을 강화합니다. 대만 국립응용연구소는 최근 나노초 레이저 연마 기술을 시연하여 웨이퍼 파손을 절반으로 줄여 8인치 웨이퍼 채택을 가속화하고 있습니다. 자본 흐름이 아시아 태평양 지역에 집중됨에 따라, 서구권 자금 지원 프로그램은 지역 의존도를 줄이는 것을 목표로 합니다.
* 광대역갭 정책 인센티브 (미국 CHIPS Act, EU IPCEI): 미국 CHIPS Act는 국내 SiC 기판 및 에피택시 라인에 보조금을 할당하고 있으며, 유럽의 IPCEI 프레임워크는 광대역갭 가치 사슬 전반에 걸쳐 다국적 보조금을 통합합니다. 이러한 계획은 8인치 웨이퍼로의 산업 전환과 동기화되어 후발 주자들이 구형 장비를 뛰어넘을 수 있도록 합니다. 그러나 그 효과는 아시아에 집중되어 있는 민간 자본 투자와 인력 기술 세트의 동원에 달려 있습니다.
* 고전압 고속 충전 인프라 확산 (>350kW): 400~500kW 충전기로 전환하는 운영업체들은 SiC가 컨버터의 설치 공간과 냉각 부하를 줄여 CAPEX와 OPEX를 모두 절감한다는 것을 발견합니다. 신리 테크놀로지스(Shinry Technologies)와 울프스피드(Wolfspeed)의 500kW 모듈 협력은 국경을 넘는 협력이 증가하고 있음을 보여줍니다. 충전소 활용률이 체류 시간에 따라 달라지기 때문에 1%의 효율성 향상도 투자 수익을 크게 증대시켜 정류 및 전력 공유 단계 전반에 걸쳐 SiC 수요를 촉진합니다.
* OEM의 웨이퍼 확보를 위한 수직 통합: 자동차 OEM의 수직 통합은 웨이퍼 공급을 확보하려는 움직임으로, 이는 SiC 시장의 안정적인 성장에 기여합니다.
* 데이터센터 전력 선반에서의 SiC 채택: 데이터센터 전력 선반에서의 SiC 채택은 전력 변환 손실을 줄여 효율성을 높이는 데 기여하며, 이는 단기적인 성장 동력으로 작용합니다.

# 3. 시장 제약 요인

SiC 전력 반도체 시장은 몇 가지 제약 요인에 직면해 있습니다.

* SiC 웨이퍼 결함 밀도 및 높은 비용 프리미엄: 스레딩 전위(threading dislocations) 및 기저면 결함(basal-plane defects)은 여전히 기존 실리콘 대비 5~10배 높아 수율을 저하시키고 다이 비용을 3~5배 높입니다. 결정 성장 기술 개선으로 격차가 줄어들고 있지만, 일시적인 프리미엄은 가격에 민감한 인버터에서의 채택을 지연시킵니다. 200mm 웨이퍼 전환과 관련된 공정 학습 곡선은 처리량 개선이 SiC 시장을 실리콘 수준으로 이끌기 전까지 일시적으로 비용 격차를 확대할 수 있습니다.
* 패키징의 열 사이클 신뢰성 한계: SiC 다이와 알루미늄 와이어 본드 간의 열팽창 계수 불일치는 급격한 부하 변동 시, 특히 150°C 주변 환경에서 피로를 유발합니다. 로옴(ROHM)의 HSDIP20 4-in-1 및 6-in-1 모듈은 소결 은(sintered silver) 및 균일 압력 설계를 채택하여 전력 밀도를 3배 높였지만, 검증 프로토콜은 기존 패키지보다 더 길게 유지됩니다.
* 수소 에칭로의 가동 중단 위험: 주로 아시아 태평양 및 북미 지역의 제조 센터에 영향을 미칩니다.
* 650V 노드에서 경쟁하는 FZ 성장 GaN(갈륨 나이트라이드): 주로 아시아 태평양 지역의 650V 작동이 필요한 애플리케이션에 영향을 미칩니다.

# 4. 세그먼트별 분석

4.1. 최종 사용자 산업별:
2025년 자동차 부문은 SiC 전력 반도체 시장 매출의 61.45%를 차지하며 핵심적인 역할을 수행했습니다. 800V 시스템으로 전환하는 EV 제조업체들은 효율성 및 충전 목표 달성을 위해 SiC를 기본 사양으로 채택하고 있습니다. 고속 충전 인프라는 2024년 기준 규모는 작지만, 2031년까지 26.25%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하는 하위 부문입니다. 데이터센터 운영자들의 관심 증가로 IT 및 통신 부문은 두 번째로 큰 구매자 풀을 형성하며, 서버 전력 선반에서 SiC를 사용하여 변환 손실을 줄이고 있습니다. 재생 에너지 컨버터 및 산업용 모션 드라이브는 주파수 스위칭 이점을 위해 SiC를 채택하여 자성 부품을 소형화하며, 철도 및 e-항공 플랫폼은 고온 내구성을 탐색하고 있습니다. 온세미(Onsemi)의 1.15억 달러 규모 JFET 인수는 AI 및 클라우드 워크로드로 수익원을 다각화하려는 전략적 투자를 시사합니다.

4.2. 장치 유형별:
개별 MOSFET 및 JFET는 2025년 43.35%의 점유율을 차지하며 설계 유연성과 비용 최적화를 우선시하는 엔지니어들에게 선호되었습니다. 그러나 전력 모듈은 2031년까지 10.05%의 CAGR로 성장하며, 통합업체들이 열 경로를 간소화하고 검증 주기를 단축하는 단일 패키지 솔루션으로 전환함에 따라 개별 장치를 점차 대체하고 있습니다. 쇼트키 다이오드는 고주파 애플리케이션에서 빠른 스위칭 속도와 낮은 순방향 전압 강하로 인해 중요한 역할을 하며, 특히 전원 공급 장치 및 태양광 인버터와 같은 분야에서 효율성 향상에 기여합니다. 이러한 장치들은 SiC 기술의 발전과 함께 더욱 광범위하게 채택될 것으로 예상됩니다.

이 보고서는 실리콘 카바이드(SiC) 전력 반도체 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 연구는 시장의 정의와 가정을 바탕으로 진행되었으며, SiC의 다양한 최종 사용자 산업 적용, 지역별 기회와 도전 과제, 그리고 COVID-19가 시장에 미친 영향에 대한 평가를 포함합니다.

시장 개요 및 성장 전망:
SiC 전력 반도체 시장은 2026년 34.1억 달러 규모에서 2031년까지 102.6억 달러에 이를 것으로 전망되며, 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 24.68%의 높은 성장세를 보일 것으로 예상됩니다.

주요 시장 동인:
시장의 성장을 견인하는 주요 요인으로는 전기차(EV) 트랙션 인버터의 효율성 의무화, 150mm 및 200mm 웨이퍼를 중심으로 한 글로벌 SiC 팹 생산 능력 확장, 미국 CHIPS Act 및 EU IPCEI와 같은 광대역 갭(WBG) 정책 인센티브, 350kW 이상의 고전압 고속 충전 인프라 확산, 웨이퍼 확보를 위한 OEM의 수직 통합, 그리고 데이터 센터 전력 선반에서의 SiC 채택 증가 등이 있습니다. 특히 200mm 웨이퍼로의 전환은 기판당 다이 생산량을 2.2배 증가시키고 단위당 비용을 최대 40% 절감하여 SiC의 대중화를 가속화하는 데 중요한 역할을 합니다.

시장 제약 요인:
반면, SiC 웨이퍼의 높은 결함 밀도와 프리미엄 비용, 패키징의 열 주기 신뢰성 한계, 수소 에칭로의 가동 중단 위험, 그리고 650V 노드에서 FZ(Float Zone) 성장 GaN(질화갈륨)과의 경쟁 심화는 시장 성장에 제약으로 작용할 수 있습니다.

주요 세분화 분석:
* 최종 사용자 산업: 자동차 부문이 2025년 시장 점유율 61.45%로 가장 큰 비중을 차지하며, 800V 트랙션 인버터의 광범위한 채택이 성장을 주도하고 있습니다. 이 외에도 IT 및 통신(5G, 서버), 전력(PV, 풍력, UPS, ESS), 산업(모터 드라이브, 로봇), 운송(철도, 항공), 기타(석유 및 가스, 의료, R&D) 부문이 포함됩니다.
* 디바이스 유형: 개별 MOSFET/JFET, 전력 모듈, 쇼트키 다이오드, 베어 다이/파운드리 서비스로 구분됩니다.
* 전압 등급: 600-900V, 1.0kV-3.3kV, 3.3kV 초과로 나뉩니다.
* 웨이퍼 크기: 4인치, 6인치(150mm), 8인치(200mm 이상)로 분류되며, 8인치 웨이퍼는 경제성 측면에서 중요성이 강조됩니다.
* 패키징 기술: 와이어 본딩, 소결, 프레스핏, 플립칩/임베디드 다이 기술이 분석됩니다.
* 지역별: 북미 지역은 CHIPS Act 인센티브와 EV 및 데이터 센터 부문의 수요 증가에 힘입어 27.35%의 가장 빠른 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다. 유럽, 아시아 태평양, 중동, 아프리카, 남미 지역도 상세히 다루어집니다.

경쟁 환경:
시장은 매우 집중되어 있으며, 상위 5개 공급업체인 Infineon Technologies AG, STMicroelectronics N.V., Wolfspeed Inc., onsemi Corporation, ROHM Co., Ltd.가 전 세계 매출의 90% 이상을 점유하고 있습니다. 이는 자본 및 지적 재산권 장벽으로 인해 시장 진입이 어렵다는 것을 시사합니다. 보고서는 이들 주요 기업을 포함한 20개 이상의 기업 프로필을 제공하며, 시장 집중도, 전략적 움직임, 시장 점유율 분석 등을 포함합니다.

결론:
이 보고서는 SiC 전력 반도체 시장의 현재 가치, 미래 성장 궤적, 주요 동인 및 제약 요인, 그리고 다양한 세분화에 따른 시장 역학을 심층적으로 분석하여, 이해관계자들이 전략적 의사결정을 내리는 데 필요한 핵심 정보를 제공합니다.

1. 서론

• 1.1 연구 가정 및 시장 정의
• 1.2 연구 범위

2. 연구 방법론

3. 요약

4. 시장 환경

• 4.1 시장 개요
• 4.2 시장 동인
  • 4.2.1 EV 트랙션 인버터 효율성 의무화
  • 4.2.2 글로벌 SiC 팹 생산 능력 확장 (150mm 및 200mm)
  • 4.2.3 와이드 밴드갭 정책 인센티브 (미국 CHIPS, EU IPCEI)
  • 4.2.4 고전압 고속 충전 도입 (>350 kW)
  • 4.2.5 웨이퍼 확보를 위한 OEM 수직 통합
  • 4.2.6 주목받지 못하는 부분: 데이터센터 전원 셸의 SiC 채택
• 4.3 시장 제약
  • 4.3.1 SiC 웨이퍼 결함 밀도 및 비용 프리미엄
  • 4.3.2 패키징 열 주기 신뢰성 한계
  • 4.3.3 수소 에칭로로 인한 가동 중단 위험
  • 4.3.4 주목받지 못하는 부분: 650V 노드에서 경쟁하는 FZ 성장 GaN
• 4.4 산업 가치 사슬 분석
• 4.5 규제 환경
• 4.6 기술 전망
• 4.7 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
  • 4.7.1 공급업체의 교섭력
  • 4.7.2 소비자의 교섭력
  • 4.7.3 신규 진입자의 위협
  • 4.7.4 경쟁 강도
  • 4.7.5 대체재의 위협

5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)

• 5.1 최종 사용자 산업별 세분화
  • 5.1.1 자동차 (xEV, 충전 인프라)
  • 5.1.2 IT 및 통신 (5G, 서버)
  • 5.1.3 전력 (PV, 풍력, UPS, ESS)
  • 5.1.4 산업 (모터 드라이브, 로봇 공학)
  • 5.1.5 운송 – 철도 및 항공
  • 5.1.6 기타 최종 사용자 (석유 및 가스, 의료, R&D)
• 5.2 장치 유형별 세분화
  • 5.2.1 개별 MOSFET / JFET
  • 5.2.2 전력 모듈
  • 5.2.3 쇼트키 다이오드
  • 5.2.4 베어 다이 / 파운드리 서비스
• 5.3 전압 정격별 세분화
  • 5.3.1 600 – 900 V
  • 5.3.2 1.0 kV – 3.3 kV
  • 5.3.3 > 3.3 kV
• 5.4 웨이퍼 크기별 세분화
  • 5.4.1 4인치
  • 5.4.2 6인치 (150 mm)
  • 5.4.3 8인치 (200 mm 이상)
• 5.5 패키징 기술별 세분화
  • 5.5.1 와이어 본딩
  • 5.5.2 소결
  • 5.5.3 프레스핏
  • 5.5.4 플립칩 / 임베디드 다이
• 5.6 지역별 세분화
  • 5.6.1 북미
  • 5.6.1.1 미국
  • 5.6.1.2 캐나다
  • 5.6.1.3 멕시코
  • 5.6.2 유럽
  • 5.6.2.1 영국
  • 5.6.2.2 독일
  • 5.6.2.3 프랑스
  • 5.6.2.4 이탈리아
  • 5.6.2.5 기타 유럽
  • 5.6.3 아시아 태평양
  • 5.6.3.1 중국
  • 5.6.3.2 일본
  • 5.6.3.3 인도
  • 5.6.3.4 대한민국
  • 5.6.3.5 기타 아시아
  • 5.6.4 중동
  • 5.6.4.1 이스라엘
  • 5.6.4.2 사우디아라비아
  • 5.6.4.3 아랍에미리트
  • 5.6.4.4 튀르키예
  • 5.6.4.5 기타 중동
  • 5.6.5 아프리카
  • 5.6.5.1 남아프리카 공화국
  • 5.6.5.2 이집트
  • 5.6.5.3 기타 아프리카
  • 5.6.6 남미
  • 5.6.6.1 브라질
  • 5.6.6.2 아르헨티나
  • 5.6.6.3 기타 남미

6. 경쟁 환경

• 6.1 시장 집중도
• 6.2 전략적 움직임
• 6.3 시장 점유율 분석
• 6.4 기업 프로필 (글로벌 개요, 시장 개요, 핵심 부문, 재무 정보(가능한 경우), 전략 정보, 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)
  • 6.4.1 Infineon Technologies AG
  • 6.4.2 STMicroelectronics N.V.
  • 6.4.3 Wolfspeed Inc.
  • 6.4.4 onsemi Corporation
  • 6.4.5 ROHM Co., Ltd.
  • 6.4.6 Semikron Danfoss GmbH & Co. KG
  • 6.4.7 Mitsubishi Electric Corporation
  • 6.4.8 Fuji Electric Co., Ltd.
  • 6.4.9 Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation
  • 6.4.10 Microchip Technology Inc.
  • 6.4.11 Qorvo SiC (United Silicon Carbide)
  • 6.4.12 GeneSiC Semiconductor Inc.
  • 6.4.13 Littelfuse Inc. (IXYS)
  • 6.4.14 Navitas Semiconductor Corp.
  • 6.4.15 Power Integrations Inc.
  • 6.4.16 Hitachi Energy Ltd.
  • 6.4.17 Global Power Technologies Group Inc.
  • 6.4.18 StarPower Semiconductor Ltd.
  • 6.4.19 BYD Semiconductor Co., Ltd.
  • 6.4.20 CRRC Times Electric Co., Ltd.

7. 시장 기회 및 미래 전망