❖본 조사 보고서의 견적의뢰 / 샘플 / 구입 / 질문 폼❖
실리콘 카바이드(SiC) 웨이퍼 시장 개요: 2026-2031년 성장 동향 및 전망
본 보고서는 실리콘 카바이드(SiC) 웨이퍼 시장의 규모, 동향 및 점유율을 분석하며, 2026년부터 2031년까지의 성장 전망을 상세히 제시합니다. SiC 웨이퍼 시장은 자동차 산업의 800V 차량 플랫폼으로의 전환, 산업용 전력 전자의 광대역 갭(wide-band-gap) 기술 채택, 그리고 신규 제조 라인에 대한 정부 인센티브에 힘입어 상당한 성장세를 보일 것으로 예상됩니다. 결정 성장 수율의 꾸준한 개선, 8인치 기판의 가용성 확대, 효율적인 고속 충전 인프라에 대한 수요 증가 또한 시장 확대를 견인하고 있습니다.
1. 시장 규모 및 성장 전망
2026년 실리콘 카바이드 웨이퍼 시장 규모는 11.8억 달러로 추정되며, 2031년에는 21.7%의 연평균 성장률(CAGR)을 기록하며 31.5억 달러에 이를 것으로 전망됩니다. 아시아 태평양 지역은 2024년 가장 큰 시장 점유율을 차지했으며, 수직 통합된 생태계를 바탕으로 상류 및 하류 부문의 투자를 지속적으로 유치하고 있습니다. 높은 자본 집약도는 여전히 주요 경쟁 필터로 작용하지만, 결함 감소, 웨이퍼 스케일링, 내부 공급망 관리에 능숙한 기업들은 SiC 웨이퍼 시장이 고온 및 고주파 작동 환경에서 기존 실리콘을 능가함에 따라 다음 수요 물결을 포착할 준비가 되어 있습니다.
2. 주요 시장 동인
* 전기차(EV) 보급 확대 및 800V 차량 플랫폼으로의 전환: 테슬라 모델 S 플레이드, 현대 아이오닉 5, 기아 EV6 등 800V 시스템을 채택한 전기차 모델이 대규모로 출시되면서 충전 시간이 20분 미만으로 단축되었습니다. 이러한 고전압 아키텍처는 높은 열 및 전기적 스트레스를 견딜 수 있는 전력 MOSFET을 요구하며, SiC는 실리콘보다 10배 높은 임계 전기장과 3배 높은 열전도율로 이러한 요구를 충족합니다. 이는 트랙션 인버터 및 온보드 충전기 분야에서 SiC 수요를 증폭시키고 있으며, 웨이퍼 비용 하락과 공급망 성숙으로 인해 주류 EV 플랫폼으로의 확산이 가속화되고 있습니다.
* 800V 충전 인프라의 급속한 구축: 충전 네트워크 운영업체들은 350kW 충전소에서 변환 손실을 최소화하기 위해 SiC를 선택하고 있습니다. Electrify America 및 유럽의 IONITY와 같은 주요 충전소는 SiC 기반 정류기 및 DC-DC 모듈을 통합하여 실리콘 대비 높은 전력 밀도와 낮은 열 방출을 달성했습니다. 이는 자동차 제조업체가 800V 플랫폼을 채택하도록 장려하는 선순환 구조를 형성하며, 차량, 충전기, 그리드 인터페이스 장비를 아우르는 생태계는 웨이퍼 물량을 증가시키고 에너지 효율 절감을 통해 네트워크 운영업체의 총 소유 비용을 절감합니다.
* 실리콘 대비 고온, 고주파 성능 우위: SiC 전자는 NASA 항공우주 시험에서 500°C에 가까운 접합 온도에서도 기능을 유지한 반면, 실리콘 장치는 훨씬 낮은 온도에서 고장 났습니다. 산업용 모터 드라이브는 100kHz 이상으로 스위칭하는 SiC 모듈을 채택하여 수동 부품의 크기와 시스템 무게를 줄였습니다. 이러한 고온 및 고주파 성능은 트랙션, 재생 에너지, 혹독한 환경 전자제품 분야의 설계 범위를 확장하여 여러 수직 시장에서 SiC 웨이퍼 수요를 통합하고 있습니다.
* 광대역 갭 팹에 대한 정부 인센티브: CHIPS Act와 같은 법안은 국내 반도체 역량 강화를 위해 520억 달러를 할당했으며, 여기에는 광대역 갭 재료 라인도 포함됩니다. 자본 보조금 및 세금 공제는 개당 5천만 달러 이상이 소요될 수 있는 신규 결정 성장로 및 후방 에피택시 및 장치 제조에 대한 투자 회수 기간을 단축시켰습니다. 유럽 연합의 유사한 프레임워크는 대규모 확장의 위험을 더욱 줄여 SiC 웨이퍼 시장의 공급 안정성을 가속화하고 전략적 자율성 목표에 기여하고 있습니다.
3. 주요 시장 제약 요인
* 200mm 기판의 제한된 가용성: 200mm 불(boule)의 결정 성장 주기는 종종 200시간을 초과하며 150mm 웨이퍼보다 높은 결함 밀도를 보여, 자동차 등급 기판의 공급을 제약하고 있습니다. 수율 저하는 웨이퍼 평균 판매 가격(ASP)을 상승시키고 더 큰 직경으로의 설계 전환을 지연시킵니다. 제조업체들은 격차를 줄이기 위해 고급 현장 모니터링 및 시드 결정 최적화에 투자하고 있지만, 단기적인 공급 부족은 특히 엄격한 품질 기준을 요구하는 자동차 제조업체의 SiC 웨이퍼 출하량 증가를 계속 제한하고 있습니다.
* 패키징으로 인한 열-기계적 스트레스: SiC의 낮은 열팽창 계수와 기존 솔더 또는 기판 재료 간의 불일치는 -40°C에서 150°C에 이르는 열 사이클링 동안 응력 집중을 유발합니다. 유한 요소 시뮬레이션에 따르면 접합부와 베이스 플레이트 재료의 팽창률이 다를 경우 모듈 수명이 30-40% 감소하는 것으로 추정됩니다. 자동차 및 산업 고객들은 더 긴 수명의 패키지를 요구하며, 이는 은 소결, SiN 직접 접합 구리, 신규 세라믹 베이스 플레이트 개발을 촉진하여 모듈 비용과 복잡성을 점진적으로 증가시키고 있습니다.
* 자본 집약적인 결정 성장 장비: 결정 성장 장비는 높은 초기 투자 비용을 요구하며, 이는 신규 시장 진입자에게 상당한 장벽으로 작용합니다.
4. 세그먼트별 분석
* 웨이퍼 직경: 2025년에는 6인치 기판이 53.75%의 점유율로 시장을 선도했습니다. 그러나 8인치 기판은 2031년까지 28.6%의 CAGR로 성장할 것으로 예상되며, 트랙션 인버터 및 PV 인버터에서 암페어당 비용 우위를 점할 것입니다. 8인치 웨이퍼는 다이 출력을 최대 2.2배 증가시킬 수 있어 수율이 개선됨에 따라 비용 곡선을 더욱 낮출 수 있습니다. 4인치 미만 형식은 고전압 자동차 또는 그리드 모듈로의 R&D 전환으로 인해 계속 감소하고 있습니다.
* 전도성 유형: N-타입 전도성 웨이퍼는 2025년 SiC 웨이퍼 시장 점유율의 68.12%를 차지하며 전력 MOSFET, 다이오드, 쇼트키 장치에 필수적입니다. 반면, 반절연 기판은 5G 기지국, 레이더, 위성 페이로드의 RF 및 마이크로웨이브 채택에 힘입어 2031년까지 23.6%의 CAGR로 성장할 준비가 되어 있습니다.
* 애플리케이션: 전력 전자는 EV 트랙션 인버터, PV 인버터, 모터 드라이브 덕분에 2025년 매출의 46.85%를 차지했습니다. RF 장치는 통신 사업자들이 고전력, 고주파 증폭기를 요구하는 5G 및 초기 6G 출시를 가속화함에 따라 2031년까지 24.1%의 CAGR로 확장될 예정입니다.
* 최종 사용 산업: 자동차 및 EV는 전 세계적인 탄소 배출 제로 목표와 배터리 팩 전압 상승에 힘입어 2025년 매출의 51.65%를 차지했습니다. 재생 에너지 및 저장 분야는 SiC MOSFET을 사용하는 인버터가 99% 이상의 효율을 달성하여 태양광 및 풍력 발전소의 에너지 손실을 줄임에 따라 2031년까지 25.1%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다.
* 결정 성장 기술: PVT(Physical Vapor Transport)는 경쟁력 있는 비용으로 견고한 불(boule)을 제공하여 2025년 매출 점유율의 71.02%를 유지했습니다. 화학 기상 증착(CVD)은 에피택시 층이 우수한 균일성과 낮은 불순물 밀도를 나타내면서 2031년까지 23.4%의 CAGR로 성장할 것으로 전망됩니다.
5. 지역 분석
* 아시아 태평양: 2025년 매출 점유율 62.95%로 시장을 지배했으며, 예측 기간 동안 22.8%의 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다. 수직 통합된 생태계는 상류 및 하류 투자를 지속적으로 유치하고 있습니다.
* 북미: 리쇼어링 인센티브와 심층적인 EV 생태계에 힘입어 두 번째로 큰 시장으로 부상했습니다. Wolfspeed의 Mohawk Valley 팹은 200mm 웨이퍼 생산을 확대했으며, Tesla는 대규모 SiC 트랙션 인버터를 검증하여 지역 공급 계약을 촉진했습니다. OnSemi는 체코에 최대 20억 달러를 투자하여 SiC 생산을 수직 통합할 계획입니다.
* 유럽: 그린 딜(Green Deal) 전력화 정책과 강력한 자동차 산업을 기반으로 성장했습니다. Infineon은 오스트리아와 독일에서 웨이퍼 생산량을 늘려 Porsche 및 Audi의 800V 플랫폼에 공급하며 품질과 신뢰성을 강조하고 있습니다. STMicroelectronics는 Catania 공장을 확장하여 EU 반도체 주권 목표에 부합하는 현지 공급망을 구축하고 있습니다.
6. 경쟁 환경
SiC 웨이퍼 시장은 Wolfspeed, Coherent, STMicroelectronics가 선두를 차지하고 중국 기업들이 국가 지원을 통해 물량을 늘리면서 중간 정도의 집중도를 보입니다. 결정 성장 라인당 5천만 달러 이상의 높은 자본 요구 사항은 소규모 스타트업의 진입을 어렵게 하고 통합을 촉진했습니다. Sanan Optoelectronics 및 Tankeblue Semiconductor와 같은 수직 통합 모델은 원료 불(boule)부터 완제품 장치까지 아우르며 가치 사슬 전반에서 마진을 확보하고 있습니다. 서구 기업들은 결함 밀도, 장기 공급 계약, 첨단 패키징에 중점을 둡니다.
항공우주, 지열 시추, 차세대 기관차 트랙션과 같이 극한의 온도 내성이 프리미엄 가격을 형성하는 틈새 시장 기회가 나타나고 있습니다. SGL Carbon과 같은 장비 공급업체는 흑연 서셉터 생산량을 연간 30% 이상 확대하여 용광로 OEM을 위한 부품 연속성을 확보하고 있습니다. 핫존 설계, 결함 매핑, 웨이퍼 에지 패시베이션 분야의 특허 출원이 가속화되면서 단순한 생산 능력보다는 수율 향상에 초점을 맞춘 혁신 경쟁이 진행 중입니다.
2025년 중반까지 Infineon과 Wolfspeed 간의 다년간 공급 계약은 150mm 웨이퍼 물량을 확보하여 재료 위험을 헤지하기 위한 전략적 협력을 보여주었습니다. 중국 공급업체들은 웨이퍼와 완제품 모듈을 결합한 번들 가격으로 대응하며 경쟁 압력을 증폭시켰습니다. 그럼에도 불구하고 프리미엄 자동차 및 항공우주 부문은 여전히 검증된 서구 공급업체에 의존하여 이중 시장 계층화를 나타내고 있습니다.
7. 최근 산업 동향
* 2025년 9월: Wolfspeed, Inc.는 200mm SiC 소재 제품을 공식 출시하며 실리콘에서 SiC로의 산업 전환을 가속화하는 데 중요한 발걸음을 내디뎠습니다.
* 2025년 6월: 싱가포르는 새로운 8인치(200mm) SiC 웨이퍼 생산 라인을 가동하여 역동적인 글로벌 반도체 시장에서 입지를 강화했습니다.
* 2025년 2월: 영국 유일의 상업용 SiC 웨이퍼 팹인 Clas-SiC는 첸나이의 Archean Chemical Industries로부터 1,200만 파운드의 투자를 유치하여 차세대 반도체 기술 개척에 활용할 계획입니다.
* 2024년 6월: OnSemi는 EV, 재생 에너지, 데이터 센터 수요를 목표로 체코에 최대 20억 달러를 투자하여 수직 통합 SiC 제조 시설을 구축할 것이라고 발표했습니다.
SiC는 실리콘-탄소 화합물 기반의 와이드 밴드갭 반도체 소재로, 뛰어난 기계적, 화학적, 열적 안정성을 제공합니다. 본 보고서는 SiC 웨이퍼 시장의 전반적인 현황과 미래 전망을 다룹니다.
실리콘 카바이드(SiC) 웨이퍼 시장은 2026년 11.8억 달러 규모에서 2031년까지 31.5억 달러로 성장할 것으로 전망됩니다.
시장 성장의 주요 동력으로는 전기차(EV) 보급 확대 및 800V 차량 플랫폼으로의 전환 가속화, 800V 충전 인프라의 급속한 구축이 꼽힙니다. SiC는 실리콘(Si) 대비 고온 및 고주파 환경에서 우수한 성능을 발휘하며, 이는 전력 효율성 향상에 기여합니다. 또한, 와이드 밴드갭(WBG) 반도체 팹에 대한 정부 인센티브와 중국 내 수직 통합형 SiC 공급망의 부상도 시장 확대를 견인하고 있습니다. 특히, 200mm 벌크 성장 기술의 발전으로 결함 밀도가 낮아지는 혁신적인 성과가 나타나고 있습니다.
반면, 시장 성장을 저해하는 요인으로는 200mm 기판의 제한적인 가용성, 패키징으로 인한 열-기계적 스트레스 발생, 자본 집약적인 결정 성장 장비, SiC 커프 폐기물 재활용의 어려움 등이 있습니다. 특히, 200mm 기판의 공급 부족과 장기적인 소자 신뢰성에 영향을 미치는 패키징 관련 열-기계적 스트레스는 단기적인 주요 제약 요인으로 지목됩니다.
본 보고서는 웨이퍼 직경(4인치 미만, 6인치, 8인치, 12인치 이상), 전도성 유형(N-타입 전도성, 반절연성), 애플리케이션(전력 전자, 무선 주파수 장치, 광전자 및 LED 등), 최종 사용 산업(자동차 및 전기차, 신재생 에너지 및 저장, 통신, 산업용 모터 드라이브 및 UPS, 항공우주 및 방위 등), 결정 성장 기술(PVT, CVD, Modified Lely 승화 등) 및 지역별로 시장을 세분화하여 분석합니다. 특히, 8인치 SiC 웨이퍼 부문은 다이당 비용 절감 및 생산량 증대를 목표로 하는 제조업체들의 노력에 힘입어 2031년까지 연평균 28.6%의 높은 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다.
지역별로는 아시아-태평양 지역이 2025년 기준 62.95%의 매출 점유율로 시장을 선도하고 있습니다. 이는 중국의 수직 통합형 제조업체들과 일본 및 한국의 지속적인 생산 능력 확장에 기인합니다.
경쟁 환경 분석에서는 시장 집중도, 주요 기업들의 전략적 움직임, 시장 점유율 분석이 포함됩니다. Wolfspeed, Coherent, STMicroelectronics, Resonac, SK Siltron, ROHM, Infineon, onsemi, Mitsubishi Electric 등 글로벌 주요 SiC 웨이퍼 및 관련 기술 기업들의 상세 프로필과 최근 동향도 다루어집니다.
본 보고서는 또한 시장 기회와 미래 전망, 그리고 미충족 수요에 대한 평가를 제공하여 SiC 웨이퍼 시장의 잠재력을 심층적으로 조명합니다.
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 EV 보급률 증가 및 800V 차량 플랫폼으로의 전환
- 4.2.2 800V 충전 인프라의 빠른 구축
- 4.2.3 Si 대비 고온, 고주파 성능 우위
- 4.2.4 와이드 밴드갭 팹에 대한 정부 인센티브
- 4.2.5 중국 내 수직 통합형 SiC 공급망의 출현
- 4.2.6 결함 밀도를 낮추는 새로운 200mm 벌크 성장 기술 혁신
- 4.3 시장 제약
- 4.3.1 200mm 기판의 제한된 가용성
- 4.3.2 패키징으로 인한 열-기계적 스트레스
- 4.3.3 자본 집약적인 결정 성장 장비
- 4.3.4 SiC 커프 폐기물 재활용 문제
- 4.4 산업 가치 사슬 분석
- 4.5 규제 환경
- 4.6 기술 전망
- 4.7 거시 경제 요인의 영향
- 4.8 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
- 4.8.1 공급업체의 교섭력
- 4.8.2 구매자의 교섭력
- 4.8.3 신규 진입자의 위협
- 4.8.4 대체재의 위협
- 4.8.5 경쟁 강도
5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)
- 5.1 웨이퍼 직경별
- 5.1.1 4인치 미만
- 5.1.2 6인치
- 5.1.3 8인치
- 5.1.4 12인치 초과
- 5.2 전도성 유형별
- 5.2.1 N형 전도성
- 5.2.2 반절연성
- 5.3 애플리케이션별
- 5.3.1 전력 전자
- 5.3.2 무선 주파수 장치
- 5.3.3 광전자 및 LED
- 5.3.4 기타 애플리케이션
- 5.4 최종 사용 산업별
- 5.4.1 자동차 및 전기차
- 5.4.2 신재생 에너지 및 저장
- 5.4.3 통신
- 5.4.4 산업용 모터 드라이브 및 UPS
- 5.4.5 항공우주 및 방위
- 5.4.6 기타 최종 사용자 산업
- 5.5 결정 성장 기술별
- 5.5.1 물리적 기상 수송 (PVT)
- 5.5.2 화학 기상 증착 (CVD)
- 5.5.3 수정된 렐리 승화
- 5.5.4 기타 기술
- 5.6 지역별
- 5.6.1 북미
- 5.6.1.1 미국
- 5.6.1.2 캐나다
- 5.6.2 남미
- 5.6.2.1 브라질
- 5.6.2.2 아르헨티나
- 5.6.2.3 남미 기타 지역
- 5.6.3 유럽
- 5.6.3.1 독일
- 5.6.3.2 프랑스
- 5.6.3.3 영국
- 5.6.3.4 이탈리아
- 5.6.3.5 스페인
- 5.6.3.6 유럽 기타 지역
- 5.6.4 아시아 태평양
- 5.6.4.1 중국
- 5.6.4.2 일본
- 5.6.4.3 대한민국
- 5.6.4.4 대만
- 5.6.4.5 인도
- 5.6.4.6 아시아 태평양 기타 지역
- 5.6.5 중동 및 아프리카
- 5.6.5.1 중동
- 5.6.5.1.1 사우디아라비아
- 5.6.5.1.2 아랍에미리트
- 5.6.5.1.3 중동 기타 지역
- 5.6.5.2 아프리카
- 5.6.5.2.1 남아프리카 공화국
- 5.6.5.2.2 나이지리아
- 5.6.5.2.3 아프리카 기타 지역
6. 경쟁 환경
- 6.1 시장 집중도
- 6.2 전략적 행보
- 6.3 시장 점유율 분석
- 6.4 기업 프로필 (글로벌 개요, 시장 개요, 핵심 부문, 재무 정보(가능한 경우), 전략 정보, 주요 기업의 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 사항 포함)
- 6.4.1 Wolfspeed Inc.
- 6.4.2 Coherent Corp.
- 6.4.3 Xiamen Powerway Advanced Material Co., Ltd.
- 6.4.4 STMicroelectronics N.V.
- 6.4.5 Resonac Holdings Corporation
- 6.4.6 Atecom Technology Co., Ltd.
- 6.4.7 SK Siltron Co., Ltd.
- 6.4.8 SiCrystal GmbH
- 6.4.9 Tankeblue Semiconductor Co., Ltd.
- 6.4.10 Semiconductor Wafer Inc.
- 6.4.11 GlobalWafers Co., Ltd.
- 6.4.12 Sanan Optoelectronics Co., Ltd.
- 6.4.13 ROHM Co., Ltd.
- 6.4.14 Infineon Technologies AG
- 6.4.15 onsemi Corporation
- 6.4.16 Mitsubishi Electric Corporation
- 6.4.17 Hebei Synlight Crystal Co., Ltd.
- 6.4.18 Guangdong TySiC Semiconductor Co., Ltd.
- 6.4.19 EpiWorld International Co., Ltd.
- 6.4.20 Hench Semiconductor Co., Ltd.
- 6.4.21 TYSTC Semiconductor Co., Ltd.
- 6.4.22 ProChip Moissic Technologies Inc.
- 6.4.23 Dow Silicon Carbide LLC
- 6.4.24 Fraunhofer IISB (SiC Foundry)
- 6.4.25 Nippon Steel & Sumitomo Metal SiC Materials Co., Ltd.
- 6.4.26 LPE S.p.A.
7. 시장 기회 및 미래 전망
❖본 조사 보고서에 관한 문의는 여기로 연락주세요.❖
실리콘 카바이드(SiC) 웨이퍼는 실리콘(Si)과 탄소(C)로 이루어진 화합물 반도체 소재를 기반으로 하는 웨이퍼를 의미합니다. 이는 기존 실리콘(Si) 웨이퍼 대비 월등히 우수한 물리적, 전기적 특성을 지니고 있어 차세대 전력 반도체 및 고온, 고전압, 고주파 환경에 필수적인 핵심 소재로 각광받고 있습니다. 실리콘 카바이드는 넓은 밴드갭(Wide Band Gap, WBG) 특성으로 인해 높은 항복 전압과 낮은 온 저항을 구현할 수 있으며, 높은 열전도율과 우수한 내열성을 바탕으로 고온 환경에서도 안정적인 동작이 가능합니다. 또한, 전자의 이동 속도가 빨라 고주파 동작에 유리하며, 소자의 소형화 및 경량화에 기여하여 시스템의 효율을 극대화하는 데 중요한 역할을 합니다.
실리콘 카바이드 웨이퍼는 다양한 결정 구조, 즉 폴리타입(Polytype)을 가집니다. 이 중 가장 널리 사용되는 것은 4H-SiC와 6H-SiC입니다. 4H-SiC는 높은 전자 이동도와 넓은 밴드갭을 특징으로 하여 전력 반도체 소자(MOSFET, SBD 등) 제조에 가장 적합한 것으로 평가받고 있으며, 현재 시장의 주류를 이루고 있습니다. 6H-SiC는 초기 연구에 많이 활용되었으나, 4H-SiC에 비해 전자 이동도가 낮아 현재는 특정 응용 분야에 제한적으로 사용됩니다. 이 외에도 3C-SiC와 같은 폴리타입이 연구되고 있으나, 결정 품질 제어의 어려움으로 상용화에는 시간이 더 필요합니다. 또한, 웨이퍼는 도핑 여부에 따라 N형, P형, 그리고 반절연(Semi-insulating) SiC로 구분될 수 있으며, 반절연 SiC는 고주파 통신 소자(RF 디바이스)에 주로 활용됩니다.
실리콘 카바이드 웨이퍼의 주요 용도는 크게 전력 반도체와 고주파 통신 소자로 나눌 수 있습니다. 전력 반도체 분야에서는 전기차(EV)의 인버터 및 충전 시스템, 태양광 및 풍력 발전 시스템의 인버터, 산업용 전원 공급 장치, 데이터 센터의 전력 변환 장치 등에 적용되어 에너지 효율을 크게 향상시키고 시스템의 크기와 무게를 줄이는 데 기여합니다. 고주파 통신 소자 분야에서는 5G/6G 이동통신 기지국, 레이더 시스템 등에서 높은 주파수 대역에서도 안정적이고 효율적인 신호 처리를 가능하게 합니다. 이 외에도 항공우주, 국방, 원자력 발전 등 극한 환경에서의 센서 및 전자 장치, 고휘도 LED의 기판, 그리고 고온/고압 환경용 MEMS(미세전자기계시스템) 등 다양한 분야로 응용이 확대되고 있습니다.
실리콘 카바이드 웨이퍼의 생산 및 활용에는 여러 핵심 기술이 수반됩니다. 첫째, 고품질의 SiC 단결정을 성장시키는 기술이 중요합니다. 현재는 승화법(PVT, Physical Vapor Transport)이 주류를 이루며, 6인치, 나아가 8인치 대구경 웨이퍼를 생산하고 결정 결함(마이크로파이프, 스태킹 결함 등)을 최소화하는 기술이 핵심 경쟁력입니다. 둘째, SiC 웨이퍼 위에 고품질의 SiC 박막을 성장시키는 에피택시 성장 기술이 필수적입니다. 주로 CVD(Chemical Vapor Deposition) 방식을 사용하며, 도핑 농도와 두께를 정밀하게 제어하여 소자의 성능을 최적화합니다. 셋째, 웨이퍼를 절단, 연마, CMP(Chemical Mechanical Polishing)하는 가공 기술은 웨이퍼의 표면 평탄도와 결함 최소화에 결정적인 영향을 미칩니다. 마지막으로, SiC MOSFET, SBD 등 전력 반도체 소자를 설계하고 제조하는 공정 기술, 그리고 고온 동작 특성을 고려한 패키징 기술 또한 중요합니다.
실리콘 카바이드 웨이퍼 시장은 전기차 시장의 폭발적인 성장, 신재생에너지 확산, 데이터 센터 증설, 5G/6G 통신 인프라 구축 등 강력한 성장 동력을 바탕으로 가파른 성장세를 보이고 있습니다. 2020년대 중반 이후 시장 규모가 크게 확대될 것으로 전망되며, 주요 웨이퍼 제조사로는 Wolfspeed(구 Cree), Coherent(구 II-VI), STMicroelectronics(자체 생산), Rohm, Sumitomo Electric, SK실트론 등이 있으며, 소자 제조사로는 STMicroelectronics, Infineon, Rohm, Onsemi, Wolfspeed 등이 시장을 선도하고 있습니다. 그러나 높은 생산 비용, 대구경 웨이퍼 생산의 기술적 난이도, 결정 결함 제어의 어려움, 그리고 안정적인 공급망 구축은 여전히 시장 성장의 도전 과제로 남아 있습니다.
미래 전망에 있어 실리콘 카바이드 웨이퍼 시장은 지속적인 기술 혁신과 응용 분야 확대를 통해 더욱 성장할 것으로 예상됩니다. 8인치 웨이퍼로의 전환 가속화와 생산 수율 향상을 통한 비용 절감은 시장 확대를 위한 핵심 과제입니다. 또한, 소자 설계 및 공정 기술 발전을 통해 고전압, 고효율, 고신뢰성 소자 개발이 지속될 것이며, 항공우주, 국방, 스마트 그리드, 의료기기 등 다양한 산업으로의 적용이 확대될 것입니다. 새로운 폴리타입 연구나 이종접합(Heteroepitaxy) 기술 개발과 같은 소재 혁신 노력도 계속될 것입니다. 궁극적으로 실리콘 카바이드는 탄소 중립 목표 달성에 기여하는 핵심 소재로서 그 중요성이 더욱 증대될 것이며, 신규 플레이어 진입 및 기존 기업들의 투자 확대로 기술 경쟁 및 시장 경쟁이 더욱 심화될 것으로 전망됩니다.