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GaN on Silicon 기술 시장은 2025년 0.81억 달러 규모에서 2030년 1.40억 달러로 성장할 것으로 예상되며, 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 11.51%를 기록할 것입니다. 전력 전자 분야의 와이드 밴드갭 소재 의존도 증가, 5G 인프라 확산, 전기차(EV) 충전량 증가, AI 데이터센터의 효율성 요구 증대 등이 시장 성장을 견인하고 있습니다. 제조업체들은 8인치 및 12인치 웨이퍼로의 전환을 통해 비용 우위를 확보하고 있으며, 이는 장치당 비용을 절감하고 수율을 향상시킵니다. GaN 기술의 효율성 이점은 더 작고 가벼우며 발열이 적은 시스템으로 이어져 통신 라디오, 고속 충전기 및 서버 전원 공급 장치에서 명확한 설계 우위를 창출하고 있습니다. 갈륨 공급 보안에 대한 우려는 국내 웨이퍼 생산 능력에 대한 전략적 투자를 촉진하고 있으며, 지속적인 신뢰성 개선은 GaN-Si 열 불일치와 관련된 과거 우려를 완화하고 있습니다. 이러한 요인들 속에서 GaN on Silicon 기술 시장은 기존 실리콘 및 실리콘 카바이드 솔루션을 대체할 상당한 기회를 포착하려는 종합 반도체 제조업체(IDM)와 팹리스 전문 기업 모두를 끌어들이고 있습니다.
주요 시장 통계 및 동향:
* 연구 기간: 2019년 – 2030년
* 시장 규모 (2025년): 0.81억 달러
* 시장 규모 (2030년): 1.40억 달러
* 성장률 (2025년 – 2030년): 11.51% CAGR
* 가장 빠르게 성장하는 시장: 아시아 태평양
* 가장 큰 시장: 북미
* 시장 집중도: 중간
세그먼트별 주요 내용:
* 웨이퍼 크기: 2024년 6인치 기판이 GaN on Silicon 기술 시장 점유율의 37.8%를 차지했으며, 8인치 부문은 2030년까지 12.4%의 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다.
* 소자 유형: 2024년 개별 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)가 매출의 35.2%를 차지했으며, 전력 집적 회로(Power IC)는 2030년까지 13.0%의 CAGR로 확장될 전망입니다.
* 응용 분야: 2024년 통신 및 5G 기지국이 GaN on Silicon 기술 시장의 27.9%를 차지했으며, 재생 에너지 마이크로 인버터는 11.9%로 가장 빠른 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다.
* 최종 사용자 산업: 2024년 OEM이 수요의 67.8%를 차지했으며, Tier-1 자동차 공급업체는 2030년까지 13.4%로 가장 강력한 CAGR 성장을 보일 것입니다.
* 지역: 2024년 북미가 매출의 36.5%를 차지했으며, 아시아 태평양 지역은 2030년까지 12.7%의 CAGR로 성장을 주도할 것으로 전망됩니다.
시장 동인:
1. 8인치 GaN-on-Si 웨이퍼로의 전환: GaN on Silicon 기술 시장의 비용 곡선은 웨이퍼 직경에 따라 달라집니다. 8인치 웨이퍼는 기존 실리콘 툴링을 활용하여 웨이퍼당 다이 생산량을 2.3배 증가시켜 자본 지출과 단위 비용을 동시에 절감합니다. 인피니언(Infineon)은 12인치 파일럿 웨이퍼를 시연했으며, 2026년까지 대량 생산을 목표로 하여 실리콘 MOSFET과의 가격 격차를 줄일 것으로 예상됩니다. 더 큰 기판은 에피택시 비용 비중을 낮추고, 초기 수율 데이터는 웨이퍼 크기가 커질수록 결함 밀도가 감소함을 보여줍니다.
2. 5G 기지국 및 고속 충전기 수요 급증: 글로벌 5G 확산은 기존 갈륨 비소(GaAs) 소자보다 뛰어난 고주파, 고전력 무선 통신 장비를 요구합니다. GaN은 3~6배 높은 전력 밀도를 제공하여 증폭기 크기를 줄이고 비트당 에너지 소비를 절감합니다. 소비자 고속 충전기 시장에서도 GaN의 빠른 스위칭 속도는 65W~100W USB-C 충전기의 부피를 절반으로 줄여줍니다.
3. EV 온보드 충전기의 GaN 전환: 차세대 EV 아키텍처의 핵심은 경량화와 에너지 효율성입니다. GaN 소자는 하네스 질량을 최대 40% 줄이고 실리콘 IGBT 대비 변환 손실을 낮추는 48V 전력 서브시스템을 가능하게 합니다. 마쓰다(Mazda)와 로옴(ROHM)은 2027 회계연도까지 GaN 기반 충전 전자를 공급하는 공동 프로그램을 공식화했습니다.
4. 데이터센터 PSU의 3kW 이상 GaN 설계로의 전환: AI 워크로드는 랙 전력을 120kW 이상으로 증가시켜 데이터센터 운영자들이 97% 이상의 효율을 가진 3kW 초과 변환 단계를 추구하게 합니다. 인피니언의 레퍼런스 디자인은 GaN 스위치와 디지털 컨트롤러를 결합하여 8kW 전원 공급 장치에서 97.5%의 효율을 달성하여 냉각 부하와 전기 비용을 절감합니다.
시장 제약:
1. GaN-Si 열 불일치로 인한 신뢰성 문제: GaN 층과 실리콘 기판 사이의 54% 열팽창 계수 차이는 급격한 온도 변화 시 기계적 스트레스를 유발합니다. 장기 사이클링 연구에서는 100K 온도 변화에서 22만 회의 전력 사이클 후 비아(via) 불량이 보고되어, 15년 서비스 수명이 필수적인 자동차 분야에서 어려움을 겪고 있습니다.
2. 중국의 갈륨 원료 수출 통제: 중국은 1차 갈륨 생산량의 98%를 차지하며, 2023년에 부과된 수출 제한은 글로벌 공급망에 영향을 미치고 있습니다. 미국 지질조사국(USGS)은 갈륨 부족이 국내 팹을 방해할 경우 잠재적으로 34억 달러의 GDP 손실을 예상합니다. 150%를 초과하는 가격 급등은 비용에 민감한 소비자 충전기 설계에 지장을 주고 적시 재고 관리를 복잡하게 만듭니다.
세그먼트 분석 상세:
* 웨이퍼 크기별: 2024년 GaN on Silicon 기술 시장에서 6인치 웨이퍼는 기존 화합물 팹의 설치된 툴셋과 일치하여 37.8%의 점유율을 유지했습니다. 그러나 8인치 기판은 주류 실리콘 파운드리 라인에 적합하고 웨이퍼당 두 배 이상의 다이를 생산하여 암페어당 비용을 절감하므로 12.4%의 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다. 인피니언의 12인치 파일럿은 실리콘 MOSFET 비용 구조와의 동등성을 위한 실행 가능한 경로를 보여주며, 대량 생산 수율이 안정화되면 가전제품 시장의 변곡점을 마련할 것입니다.
* 소자 유형별: 개별 HEMT는 성숙한 게이트 구동 생태계와 간단한 검증 덕분에 2024년 매출의 35.2%를 차지하며 시장을 지배했습니다. 그러나 GaN 스위치와 제어, 보호, 때로는 실리콘 로직을 결합한 전력 집적 회로(Power IC)는 공간을 차지하고 EMI 위험을 추가하는 외부 드라이버 보드를 제거하여 13.0%의 CAGR로 성장하고 있습니다. 통합 설계는 스위칭 주파수를 멀티-MHz 영역으로 끌어올려 수동 부품의 크기를 줄입니다.
* 응용 분야별: 통신 및 5G 인프라는 효율적인 RF 증폭에 대한 운영자 수요를 반영하여 2024년 매출의 27.9%를 차지했습니다. 태양광 마이크로 인버터 및 광범위한 재생 에너지 시스템은 GaN의 고주파 작동이 더 작은 자기 부품을 가능하게 하고 변환 효율을 1~2포인트 높여 11.9%의 가장 높은 CAGR을 기록하고 있습니다.
* 최종 사용자 산업별: OEM은 스마트폰, 기지국 및 산업 제어 장치에 대한 직접 조달 덕분에 2024년 조달의 67.8%를 유지했습니다. 그러나 Tier-1 자동차 공급업체는 온보드 충전기, DC-DC 컨버터 및 차세대 EV의 핵심인 레이더 모듈에 GaN을 통합하면서 13.4%의 CAGR을 달성하고 있습니다.
지역 분석:
* 북미: 북미는 글로벌파운드리(GlobalFoundries) 시설의 GaN 라인 확장을 위한 CHIPS Act 자금 15억 달러에 힘입어 2024년 매출의32.5%를 차지하며 시장을 선도했습니다. 이 지역은 GaN 기반 전력 및 RF 솔루션의 연구 개발 및 상업화에 적극적으로 참여하고 있으며, 특히 국방 및 항공우주 분야에서 강세를 보이고 있습니다.
* 아시아 태평양: 중국, 일본, 한국을 포함한 아시아 태평양 지역은 GaN 제조 및 응용 분야에서 중요한 역할을 합니다. 이 지역은 2024년 매출의 40.1%를 차지하며 가장 큰 시장 점유율을 보였습니다. 특히 중국은 전기차 충전 인프라 및 5G 기지국 구축에 GaN 기술을 적극적으로 도입하며 빠른 성장을 주도하고 있습니다.
* 유럽: 유럽은 자동차 및 산업용 애플리케이션에서 GaN 기술 채택이 증가하면서 2024년 매출의 18.3%를 기록했습니다. 특히 독일과 프랑스는 재생 에너지 시스템 및 고효율 전력 변환 장치 개발에 집중하며 시장 성장에 기여하고 있습니다.
주요 시장 동향 및 과제:
* 기술 발전: GaN 온 실리콘(GaN-on-Si) 기술의 발전은 제조 비용을 절감하고 대량 생산을 가능하게 하여 GaN 장치의 상업적 채택을 가속화하고 있습니다. 또한, GaN 장치의 신뢰성 및 수명 개선을 위한 연구가 활발히 진행 중입니다.
* 경쟁 심화: 실리콘 카바이드(SiC)와 같은 다른 와이드 밴드갭(WBG) 반도체와의 경쟁이 심화되고 있습니다. GaN은 고주파 애플리케이션에서 강점을 보이지만, 고전력 및 고전압 애플리케이션에서는 SiC가 여전히 우위를 점하고 있습니다.
* 공급망 문제: 글로벌 반도체 공급망의 불안정성은 GaN 시장에도 영향을 미칠 수 있습니다. 원자재 조달 및 생산 능력 확장은 시장 성장을 위한 중요한 과제입니다.
* 표준화 및 규제: GaN 기술의 광범위한 채택을 위해서는 산업 표준화 및 규제 프레임워크 개발이 필수적입니다. 이는 상호 운용성을 보장하고 시장 진입 장벽을 낮추는 데 도움이 될 것입니다.
결론적으로, GaN 시장은 5G, 전기차, 재생 에너지 등 다양한 고성장 산업의 수요에 힘입어 강력한 성장 궤도를 유지할 것으로 예상됩니다. 기술 발전과 투자 증가는 시장 확장을 더욱 가속화할 것이지만, 경쟁 심화와 공급망 문제는 지속적인 관심과 해결 노력이 필요한 부분입니다.
본 보고서는 GaN-on-Silicon 기술 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 2030년까지 GaN-on-Silicon 기술 시장은 연평균 성장률(CAGR) 11.51%를 기록하며 14억 달러 규모에 도달할 것으로 전망됩니다.
시장 성장의 주요 동력으로는 8인치 GaN-on-Si 웨이퍼로의 전환을 통한 장치당 비용 절감, 5G 기지국 및 고속 충전기 수요 급증, 전기차(EV) 온보드 충전기의 GaN 기반 파워트레인 전환, 데이터센터 PSU의 3kW 이상 GaN 아키텍처로의 마이그레이션, IEC 가전 효율성 규제에 따른 GaN SMPS 채택 증가, 그리고 미국 및 EU의 갈륨 공급 관련 국가적 인센티브 등이 있습니다. 특히 GaN은 5G 무선 전력 증폭기 분야에서 기존 GaAs 장치보다 3~6배 높은 전력 밀도를 제공하여 더 작고 효율적인 5G 무선 장치 구현에 기여하며, 전기차 온보드 충전기에서는 48V 서브시스템을 지원하여 배선 무게를 최대 40% 절감하고 변환 효율을 개선하여 차량 주행 거리를 연장하는 이점을 제공합니다.
반면, 시장 성장을 저해하는 요인으로는 GaN-Si 열팽창 불일치로 인한 신뢰성 문제, 고전력 트랙션 분야에서 여전히 SiC가 유리한 비용 곡선, 첨단 에피택시를 위한 Sc2O3/AlN 버퍼 공급 부족, 그리고 중국의 갈륨 원료 수출 통제 등이 지목됩니다. 특히 중국이 갈륨의 98%를 공급하는 상황에서 수출 제한은 원자재 가격 상승과 조달 위험을 초래하여 서방 국가들의 공급망 다변화를 촉진하고 있습니다.
보고서는 웨이퍼 크기(2인치, 4인치, 6인치, 8인치, 12인치), 장치 유형(개별 전력 트랜지스터, 집적 회로, 전력 모듈, RF 프런트엔드 모듈 등), 애플리케이션(소비자 가전 및 고속 충전기, 통신 및 5G 기지국, 재생 에너지, 자동차 및 모빌리티, 산업용 모터 드라이브 및 UPS, 방위 및 항공우주 RF 등), 최종 사용자 산업(OEM, ODM/EMS, Tier-1 자동차 공급업체, 전력 변환 전문업체), 그리고 지역별(북미, 유럽, 아시아-태평양, 남미, 중동 및 아프리카)로 시장 규모 및 성장 예측을 상세히 분석합니다. 이 중 8인치 웨이퍼는 다이 생산량을 두 배로 늘리고 기존 실리콘 팹을 활용할 수 있어 연평균 12.4%로 가장 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다.
경쟁 환경 분석에서는 시장 집중도, 주요 기업들의 전략적 움직임, 시장 점유율 분석이 포함되며, Infineon Technologies, Navitas Semiconductor, GaN Systems, Efficient Power Conversion, Texas Instruments, STMicroelectronics, NXP Semiconductors, Panasonic Holdings, Toshiba Corporation, Transphorm, Wolfspeed, Renesas Electronics, Qualcomm, Samsung Electronics 등 주요 20여개 기업의 프로필을 상세히 다룹니다. 마지막으로, 보고서는 시장 기회와 미래 전망을 제시하며, 미개척 시장 및 충족되지 않은 요구 사항에 대한 평가를 통해 향후 GaN-on-Silicon 기술 시장의 발전 방향을 조망합니다.
1. 서론
- 1.1 연구 가정 및 시장 정의
- 1.2 연구 범위
2. 연구 방법론
3. 요약
4. 시장 현황
- 4.1 시장 개요
- 4.2 시장 동인
- 4.2.1 8인치 GaN-on-Si 웨이퍼로의 전환으로 장치당 비용 절감
- 4.2.2 5G 기지국 및 고속 충전기 수요 급증
- 4.2.3 온보드 충전기를 위한 EV 파워트레인의 GaN 전환
- 4.2.4 데이터센터 PSU의 3kW 이상 GaN 아키텍처로의 전환
- 4.2.5 IEC 가전제품 효율성 규정으로 GaN SMPS 채택 촉진
- 4.2.6 미국 및 EU의 국가 갈륨 공급 인센티브
- 4.3 시장 제약
- 4.3.1 GaN-Si 열 불일치로 인한 신뢰성 문제
- 4.3.2 고전력 트랙션에서 여전히 SiC에 유리한 SiC 비용 곡선
- 4.3.3 첨단 에피택시를 위한 희소한 Sc2O3 / AlN 버퍼 공급
- 4.3.4 중국의 갈륨 원료 수출 통제
- 4.4 가치 사슬 분석
- 4.5 기술 전망
- 4.6 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
- 4.6.1 신규 진입자의 위협
- 4.6.2 공급업체의 교섭력
- 4.6.3 구매자의 교섭력
- 4.6.4 대체재의 위협
- 4.6.5 경쟁 강도
5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)
- 5.1 웨이퍼 크기별
- 5.1.1 2인치
- 5.1.2 4인치
- 5.1.3 6인치
- 5.1.4 8인치
- 5.1.5 12인치
- 5.2 장치 유형별
- 5.2.1 개별 전력 트랜지스터 (HEMT)
- 5.2.2 집적 회로 (전력 IC)
- 5.2.3 전력 모듈
- 5.2.4 RF 프런트엔드 모듈
- 5.2.5 기타 장치 유형
- 5.3 애플리케이션별
- 5.3.1 가전제품 및 고속 충전기
- 5.3.2 통신 및 5G 기지국
- 5.3.3 신재생 에너지 및 태양광 마이크로 인버터
- 5.3.4 자동차 및 모빌리티
- 5.3.5 산업용 모터 드라이브 및 UPS
- 5.3.6 국방 및 항공우주 RF
- 5.3.7 기타 애플리케이션
- 5.4 최종 사용자 산업별
- 5.4.1 OEM
- 5.4.2 ODM / EMS
- 5.4.3 1차 자동차 공급업체
- 5.4.4 전력 변환 전문가
- 5.5 지역별
- 5.5.1 북미
- 5.5.1.1 미국
- 5.5.1.2 캐나다
- 5.5.1.3 멕시코
- 5.5.2 유럽
- 5.5.2.1 독일
- 5.5.2.2 영국
- 5.5.2.3 프랑스
- 5.5.2.4 이탈리아
- 5.5.2.5 스페인
- 5.5.2.6 유럽 기타 지역
- 5.5.3 아시아 태평양
- 5.5.3.1 중국
- 5.5.3.2 일본
- 5.5.3.3 인도
- 5.5.3.4 대한민국
- 5.5.3.5 호주
- 5.5.3.6 아시아 태평양 기타 지역
- 5.5.4 남미
- 5.5.4.1 브라질
- 5.5.4.2 아르헨티나
- 5.5.4.3 남미 기타 지역
- 5.5.5 중동 및 아프리카
- 5.5.5.1 중동
- 5.5.5.1.1 사우디아라비아
- 5.5.5.1.2 아랍에미리트
- 5.5.5.1.3 중동 기타 지역
- 5.5.5.2 아프리카
- 5.5.5.2.1 남아프리카 공화국
- 5.5.5.2.2 이집트
- 5.5.5.2.3 아프리카 기타 지역
6. 경쟁 환경
- 6.1 시장 집중도
- 6.2 전략적 움직임
- 6.3 시장 점유율 분석
- 6.4 기업 프로필 (글로벌 수준 개요, 시장 수준 개요, 핵심 부문, 재무 정보(사용 가능한 경우), 전략 정보, 주요 기업의 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)
- 6.4.1 인피니언 테크놀로지스 AG
- 6.4.2 나비타스 세미컨덕터 리미티드
- 6.4.3 GaN 시스템즈 Inc.
- 6.4.4 이피션트 파워 컨버전 코프.
- 6.4.5 세미컨덕터 컴포넌츠 인더스트리즈, LLC
- 6.4.6 텍사스 인스트루먼츠 인코퍼레이티드
- 6.4.7 ST마이크로일렉트로닉스 인터내셔널 N.V.
- 6.4.8 NXP 세미컨덕터스 N.V
- 6.4.9 MACOM 테크놀로지스 솔루션즈 홀딩스, Inc.
- 6.4.10 파나소닉 홀딩스 코프.
- 6.4.11 도시바 코퍼레이션
- 6.4.12 트랜스폼 Inc.
- 6.4.13 울프스피드 Inc.
- 6.4.14 파워 인테그레이션스, Inc.
- 6.4.15 르네사스 일렉트로닉스 코퍼레이션
- 6.4.16 퀄컴 Inc.
- 6.4.17 삼성전자 주식회사
- 6.4.18 로옴 주식회사
- 6.4.19 코보 Inc.
- 6.4.20 스미토모 전기공업 주식회사
- 6.4.21 마이크로칩 테크놀로지 인코퍼레이티드
- 6.4.22 치코니 파워 테크놀로지 Co., Ltd.
- 6.4.23 다이얼로그 세미컨덕터 PLC
7. 시장 기회 및 미래 전망
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GaN 온 실리콘 기술은 질화갈륨(GaN) 기반의 고성능 반도체 소자를 저렴하고 대량 생산이 가능한 실리콘(Si) 기판 위에 성장시키는 혁신적인 기술을 의미합니다. GaN은 넓은 밴드갭을 가진 화합물 반도체로서, 기존 실리콘 반도체에 비해 높은 항복 전압, 빠른 스위칭 속도, 낮은 온 저항, 고온 동작 특성 등 우수한 물리적 특성을 제공합니다. 이러한 GaN의 장점을 활용하면서도, 실리콘 기판의 대구경화 및 기존 실리콘 제조 인프라와의 호환성을 통해 생산 비용을 절감하고 대량 생산을 가능하게 하는 것이 GaN 온 실리콘 기술의 핵심 목표입니다. 이는 GaN 온 사파이어(Sapphire)나 GaN 온 탄화규소(SiC) 기술에 비해 비용 효율성 측면에서 큰 강점을 가집니다.
GaN 온 실리콘 기술의 유형은 주로 GaN 에피택시 성장을 위한 실리콘 기판의 종류와 버퍼층 설계에 따라 구분될 수 있습니다. GaN과 실리콘은 격자 상수 및 열팽창 계수에서 큰 차이를 보이기 때문에, GaN 에피층을 실리콘 기판 위에 직접 성장시킬 경우 결함 밀도가 높아지고 웨이퍼 균열이 발생할 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 알루미늄 질화갈륨(AlGaN), 알루미늄 질화물(AlN) 등 다양한 조성과 두께의 버퍼층을 다층 구조로 삽입하여 격자 불일치로 인한 응력을 완화하고 결정 품질을 향상시키는 기술이 중요합니다. 또한, 6인치, 8인치, 나아가 12인치(300mm) 실리콘 웨이퍼를 활용하여 생산성을 극대화하려는 노력이 지속되고 있습니다. 이러한 버퍼층 기술과 대구경 실리콘 웨이퍼 적용은 GaN 온 실리콘 기술의 상용화에 필수적인 요소입니다.
이 기술은 다양한 분야에서 광범위하게 활용되고 있습니다. 가장 대표적인 응용 분야는 전력 전자(Power Electronics) 시장입니다. 고효율 전력 변환기, AC-DC 어댑터, DC-DC 컨버터, 전기차(EV) 충전기, 데이터 센터 전원 공급 장치, 태양광 인버터 등에 GaN 온 실리콘 기반의 전력 소자(예: HEMT)가 적용되어 에너지 효율을 높이고 시스템의 크기와 무게를 줄이는 데 기여합니다. 또한, 5G 이동통신 기지국, 레이더 시스템, 위성 통신 등 고주파(RF) 응용 분야에서도 GaN 온 실리콘 기술의 활용이 확대되고 있습니다. 특히, 소비자 가전 분야에서는 스마트폰 및 노트북용 고속 충전기 시장에서 GaN 온 실리콘 소자가 빠르게 채택되며 시장 성장을 견인하고 있습니다. 이 외에도 마이크로 LED 디스플레이, 자율주행 센서 등 새로운 응용 분야로의 확장이 기대됩니다.
GaN 온 실리콘 기술과 관련된 주요 기술로는 먼저 금속유기화학기상증착법(MOCVD)과 같은 에피택시 성장 기술이 있습니다. 이는 GaN 에피층을 실리콘 기판 위에 고품질로 성장시키는 핵심 공정입니다. 또한, 앞서 언급된 버퍼층 엔지니어링 기술은 GaN과 실리콘 간의 격자 및 열팽창 계수 불일치를 효과적으로 관리하여 소자의 성능과 신뢰성을 확보하는 데 필수적입니다. GaN 소자 제조를 위한 게이트 형성, 오믹 접촉, 패시베이션 등 특화된 공정 기술도 중요합니다. 고전력 밀도에서 발생하는 열을 효과적으로 관리하기 위한 열 관리 기술과 고주파 및 고전력 환경에 적합한 첨단 패키징 기술 또한 GaN 온 실리콘 소자의 성능과 신뢰성을 좌우하는 중요한 관련 기술입니다.
시장 배경을 살펴보면, GaN 온 실리콘 기술은 전 세계적으로 에너지 효율 향상과 소형화 요구가 증대됨에 따라 빠르게 성장하고 있습니다. 전기차, 5G 통신, 데이터 센터, 고속 충전기 시장의 폭발적인 성장이 GaN 전력 소자의 수요를 견인하고 있으며, 이 중 GaN 온 실리콘은 비용 효율성과 대량 생산 가능성이라는 강점을 바탕으로 시장 점유율을 확대하고 있습니다. 인피니언(Infineon), ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics), NXP, EPC, 나비타스 세미컨덕터(Navitas Semiconductor), 트랜스폼(Transphorm) 등 주요 반도체 기업들이 GaN 온 실리콘 기술 개발 및 상용화에 적극적으로 투자하고 있습니다. 초기에는 재료 불일치로 인한 신뢰성 문제가 제기되었으나, 버퍼층 기술의 발전과 공정 최적화를 통해 이러한 문제들이 상당 부분 해결되면서 시장의 신뢰를 얻고 있습니다. GaN 온 실리콘은 GaN 온 SiC에 비해 고전력 및 고주파 성능에서는 다소 제한적일 수 있으나, 비용 경쟁력과 대구경 웨이퍼 적용 가능성으로 인해 광범위한 응용 분야에서 강력한 대안으로 자리매김하고 있습니다.
미래 전망은 매우 긍정적입니다. GaN 온 실리콘 기술은 지속적인 연구 개발을 통해 성능과 신뢰성을 더욱 향상시킬 것으로 예상됩니다. 특히, 12인치(300mm) 실리콘 웨이퍼로의 전환이 가속화되면서 생산 비용이 더욱 절감되고, 이는 GaN 온 실리콘 소자의 시장 침투율을 높이는 데 결정적인 역할을 할 것입니다. 또한, GaN 전력 소자와 실리콘 기반의 제어 회로를 단일 칩에 통합하는 모놀리식(Monolithic) 통합 기술이나 첨단 패키징 기술을 통한 이종 집적(Heterogeneous Integration) 기술이 발전하여 시스템의 복잡성을 줄이고 성능을 극대화할 것으로 기대됩니다. 신뢰성 데이터의 축적과 산업 표준화 노력은 GaN 온 실리콘 기술의 광범위한 채택을 더욱 촉진할 것입니다. 기존 실리콘 기술 및 SiC 기술과의 경쟁 속에서도 GaN 온 실리콘은 독자적인 강점을 바탕으로 전력 및 RF 반도체 시장의 핵심 기술로 자리매김하며 지속적인 혁신과 성장을 이끌어 나갈 것으로 전망됩니다.