광대역 밴드갭 반도체 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2025-2030년)

와이드 밴드갭 반도체 시장 개요 (2025-2030)

# 1. 시장 규모 및 성장 전망

와이드 밴드갭(WBG) 반도체 시장은 2025년 22억 7천만 달러 규모에서 2030년 42억 2천만 달러에 이를 것으로 전망되며, 2025년부터 2030년까지 연평균 성장률(CAGR) 13.17%의 견조한 성장을 기록할 것으로 예상됩니다. 이러한 성장은 강력한 전력화 의무, 5G 네트워크 구축 수요, 그리고 효율성 규제 강화에 힘입어 실리콘 기반 소자의 전압 및 열 한계를 뛰어넘는 설계가 확산되고 있기 때문입니다. 실리콘 카바이드(SiC)는 트랙션 인버터 및 산업용 드라이브 분야에서 선두를 유지하고 있으며, 갈륨 나이트라이드(GaN)는 통신 및 고속 충전 분야의 중전압, 고주파수 틈새시장을 공략하고 있습니다.

시장은 아시아 태평양 지역이 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 남아메리카가 가장 빠르게 성장하는 시장으로 예측됩니다. 시장 집중도는 높은 편이며, 주요 기업들이 시장을 주도하고 있습니다.

# 2. 주요 시장 동인 및 제약 요인

2.1. 시장 동인

* 전기차(EV) 관련 SiC 수요 급증: 글로벌 전기차 프로그램은 SiC MOSFET 트랙션 인버터를 채택하여 주행 거리 7% 증가 및 800V 아키텍처를 통한 20분 미만 고속 충전을 가능하게 합니다. 폭스바겐과 온세미(onsemi)의 장기 공급 계약은 자동차 제조업체들이 생산 위험을 줄이기 위해 SiC 할당량을 확보하려는 노력을 보여줍니다. 인피니언(Infineon)의 말레이시아 공장 및 ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics)의 카타니아 공장 증설은 자동차 등급 8인치 웨이퍼 생산량 확대의 시급성을 강조합니다.
* 5G 네트워크 구축으로 인한 GaN RF 소자 수요 증가: 5세대 기지국 전력 증폭기는 GaN의 높은 전력 밀도와 효율성을 필요로 하며, 이는 대규모 MIMO 아키텍처 및 밀리미터파(mmWave) 커버리지를 지원하여 아시아 태평양 및 북미 지역에서 GaN 채택을 가속화하고 있습니다. 록히드 마틴(Lockheed Martin)의 GaN 기반 레이더 계약은 국방-상업 시너지 효과를 보여줍니다.
* 정부의 탈탄소화 의무: 각국 정부는 기후 정책에 WBG 반도체 채택을 포함하고 있습니다. 미국 환경보호청(EPA)의 2027-2032년 경량차량 규제는 온실가스 50% 감축을 목표로 하며, 이는 자동차 제조업체들이 SiC 기반 전기차로 전환하도록 유도합니다. 유럽의 ‘Fit-for-55’ 목표는 산업용 모터 및 전력망 운영자들이 SiC 및 GaN의 이점을 활용하는 고효율 드라이브 및 컨버터로 업그레이드하도록 강제합니다.
* 8인치 SiC 웨이퍼를 통한 비용 절감: 6인치에서 8인치 기판으로의 전환은 유효 다이 면적을 1.8배 증가시키고, 수율이 안정화되면 암페어당 소자 비용을 최대 30%까지 절감할 수 있습니다. 전 세계적으로 14개의 200mm SiC 팹이 건설 중이며, 인피니언의 쿨림(Kulim) 공장은 50억 유로 규모의 평생 설계 수주를 목표로 하고 있습니다.

2.2. 시장 제약 요인

* SiC의 높은 에피택시 결함률: 기저면 전위(basal-plane dislocations) 및 마이크로파이프(micropipes)는 MOSFET의 장기 신뢰성을 저해하여 자동차 인증 기간을 늘리고 스크랩 비용을 증가시킵니다. 자동차 등급 사양은 0.1 cm-² 미만의 결함 밀도를 요구하지만, 초기 200mm 생산의 수율은 이 목표에 미치지 못하는 경우가 많습니다.
* SiC 잉곳 공급업체에 대한 공급망 의존도: 결정 성장은 소자 가치의 47%를 차지할 수 있지만, 생산은 2200°C PVT(Physical Vapor Transport) 퍼니스를 최대 200시간 동안 가동하는 소수의 전문 파운드리에 국한되어 있습니다. 중국 우한의 36만 웨이퍼 규모 메가팹은 지정학적 재편이 공급 위험을 집중시킬 수 있음을 보여줍니다.

# 3. 세그먼트 분석

3.1. 재료별

* 실리콘 카바이드(SiC): 2024년 와이드 밴드갭 반도체 시장 점유율의 68.36%를 차지하며 15억 5천만 달러 규모를 기록했습니다. 실리콘보다 3배 넓은 밴드갭은 10배 높은 항복 전계를 제공하여 400-800V 트랙션 인버터 및 1MW 이상의 산업용 드라이브에 필수적입니다.
* 갈륨 나이트라이드(GaN): 2030년까지 13.46%의 CAGR로 성장할 것으로 예상되며, 우수한 스위칭 속도와 전력 밀도를 활용하는 중전압 충전기, 통신 프런트엔드, 레이더 모듈에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 표면 거칠기 제어, 트렌치 슈퍼정션 아키텍처, GaN-on-Si 통합에 대한 R&D 투자가 활발합니다.
* 기타 재료: 다이아몬드 및 알루미늄 나이트라이드(AlN)는 아직 실험실 규모이지만, 국방 및 양자 컴퓨팅 분야에서 DARPA의 AlN-다이아몬드 RF 이니셔티브와 같은 연구 보조금을 받고 있습니다.

3.2. 소자 유형별

* 전력 소자: 2024년 와이드 밴드갭 반도체 시장의 61.23%를 차지하며 13억 9천만 달러 규모를 기록했습니다. 트랙션 인버터, 온보드 충전기, 태양광 인버터, 고효율 SMPS(스위칭 모드 전원 공급 장치)가 이 하위 시장을 지배합니다.
* RF 및 마이크로파 소자: 2030년까지 13.92%의 CAGR로 성장할 것으로 예상되며, 5G 매크로 및 스몰셀 기지국 구축, 국방 레이더 및 전자전(EW) 시스템 현대화에 따라 수요가 증가하고 있습니다.
* 광전자 및 양자 광자 소자: SiC 컬러 센터를 활용한 얽힌 광자 생성 등 양자 리피터에 중요한 틈새 카테고리로 부상하고 있습니다.

3.3. 최종 사용 산업별

* 자동차: 2024년 와이드 밴드갭 반도체 시장 매출의 44.89%를 차지하며 10억 2천만 달러 규모를 기록했습니다. 800V 구동계 및 350kW 고속 충전 토폴로지가 중급 전기차에 도입되면서 성장을 주도하고 있습니다. SiC MOSFET은 트랙션 인버터 전력단에, GaN은 고주파 DC-DC 컨버터 및 라이다(LiDAR) 트랜시버에 사용됩니다.
* 에너지 및 전력: 2030년까지 13.38%의 CAGR로 가장 높은 성장이 예상됩니다. 태양광-저장 시스템, HVDC(고전압 직류) 링크, 3.3kV 이상의 SiC 스택을 활용하는 STATCOM(정지형 무효 전력 보상 장치) 등 그리드 엣지(grid-edge) 요구 사항이 성장을 견인합니다.
* 통신, 데이터 통신 및 산업: 안정적인 추가 물량을 기여합니다. GaN 고속 충전기는 가전제품에 확산되고 있지만, 평균 판매 가격(ASP) 하락으로 매출 증가는 제한적입니다.
* 항공우주 및 국방: GaN 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)가 동일한 면적에서 2배의 범위를 가진 경량 위상 배열 시스템을 가능하게 하여 작지만 고마진 세그먼트를 형성합니다.

3.4. 웨이퍼 크기별

* 6인치 기판: 2024년 와이드 밴드갭 반도체 시장 점유율의 55.84%를 차지하며, 기존 150mm 장비 기반을 반영합니다.
* 8인치 기판: 14.36%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하고 있으며, IDM(종합 반도체 기업) 및 파운드리들이 실리콘과의 비용 동등성을 달성하기 위해 경쟁하고 있습니다. 인피니언의 200mm 쿨림 팹과 울프스피드(Wolfspeed)의 모호크 밸리(Mohawk Valley) 라인이 전기차 규모 생산을 위한 투자 물결을 주도하고 있습니다.

# 4. 지역 분석

* 아시아 태평양: 2024년 전 세계 와이드 밴드갭 반도체 시장 매출의 53.87%를 차지하며 12억 2천만 달러 규모를 기록했습니다. 중국, 일본, 한국에 집중된 자동차, 가전, 통신 공급망이 성장을 뒷받침합니다. 중국의 갈륨 정책과 빠르게 건설되는 SiC 메가팹은 기회와 취약성을 동시에 보여줍니다.
* 북미 및 유럽: 공급망 복원력을 위한 리쇼어링(reshoring)을 가속화하고 있습니다. 울프스피드의 노스캐롤라이나 기판 공장과 인피니언의 오스트리아 후공정 확장에는 CHIPS Act 및 EU 그린 딜 인센티브가 적용되어 주요 OEM 근처에 자동차 SiC 생산 능력을 확보하고 있습니다.
* 남아메리카: 브라질과 칠레가 SiC 기반 HVDC 및 저장 인버터가 필요한 재생 에너지 중심 전력망에 투자하면서 14.13%로 가장 빠른 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다.
* 중동 및 아프리카: 데이터 센터 회랑 및 태양광 메가 프로젝트를 통해 효율적인 전력 모듈에 대한 초기 주문을 유치하며 더 느리게 성장하고 있습니다.

# 5. 경쟁 환경

SiC 전력 매출의 90% 이상을 5개 기업이 여전히 장악하고 있어 시장 집중도가 높지만, 점차 완화되고 있습니다. ST마이크로일렉트로닉스가 SiC 시장 점유율 32.6%로 선두를 달리고 있으며, 인피니언, 온세미, 울프스피드, 로옴(ROHM)이 그 뒤를 잇고 있습니다. 최근 M&A 활동으로는 르네사스(Renesas)의 트랜스폼(Transphorm) 인수(3억 3,900만 달러)를 통해 GaN 사업을 확장하고, 온세미의 코보(Qorvo) JFET 자산 인수(1억 1,500만 달러)를 통해 고전력 SiC 포트폴리오를 강화한 사례가 있습니다. 수직 통합은 울프스피드의 기판 자체 생산 모델과 인피니언의 트렌치 기반 슈퍼정션 차별화에서 볼 수 있듯이 여전히 핵심 전략입니다.

기술 경쟁은 에피택시 품질, 패키지 열 임피던스, 시스템 인 패키지(SiP) 인텔리전스에 집중되고 있습니다. 로옴의 고밀도 모듈은 38°C 더 낮은 작동 온도를 달성하여 경쟁 우위에서 패키징의 중요성이 커지고 있음을 보여줍니다. 핀웨이브(Finwave)의 GaN-on-Si는 비용에 민감한 5G 시장을, 사가 대학(Saga University)의 스핀아웃 기업은 10kV 이상의 항복 전압을 가진 다이아몬드 소자를 목표로 하는 등 스타트업들도 틈새시장을 공략하고 있습니다.

# 6. 최근 산업 동향

* 2025년 1월: 울프스피드는 노스캐롤라이나에 세계 최대 규모의 SiC 시설 건설을 완료하며 기판 자급자족 로드맵을 강화했습니다.
* 2025년 1월: 온세미는 코보의 SiC JFET 사업을 1억 1,500만 달러에 인수하여 AI 데이터센터 및 EV 트랙션 시장을 위한 EliteSiC 플랫폼을 확장했습니다.
* 2024년 8월: 인피니언은 20억 유로를 투자하고 900개의 새로운 일자리를 창출한 후 쿨림에 세계 최대 200mm SiC 팹을 개장했습니다.
* 2024년 7월: 온세미는 폭스바겐과 EliteSiC 트랙션 파워 박스 공급을 위한 다년간의 계약을 체결했으며, 여기에는 체코 제조 확장 계획이 포함됩니다.

이 보고서는 광대역 밴드갭(Wide Band Gap, WBG) 반도체 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 연구 가정 및 시장 정의, 연구 범위, 연구 방법론을 포함한 서론으로 시작하여, 시장 개요, 동인, 제약, 산업 가치 사슬 분석, 규제 환경, 기술 전망, 포터의 5가지 경쟁 요인 분석을 다루는 시장 환경을 상세히 설명합니다.

주요 시장 동인으로는 전기차(EV) 관련 실리콘 카바이드(SiC) 수요 급증, 5G 통신망 구축에 따른 갈륨 나이트라이드(GaN) RF 장치 수요 증가, 정부의 탈탄소화 정책, 8인치 SiC 웨이퍼를 통한 비용 절감, 산업용 모터 효율 규제 강화, 온보드 고속 충전 아키텍처 발전 등이 있습니다. 반면, SiC의 높은 에피택시 결함률, GaN 장치 검증 격차, SiC 부울 공급업체에 대한 공급망 의존성, 다이아몬드 장치 패키징 노하우 부족 등은 시장 성장을 제약하는 요인으로 작용합니다.

시장 규모 및 성장 예측은 재료(실리콘 카바이드(SiC), 갈륨 나이트라이드(GaN), 다이아몬드, 질화알루미늄(AlN) 등), 장치 유형(전력 장치, RF 및 마이크로웨이브 장치, 광전자 장치 등), 최종 사용 산업(자동차 및 운송, 가전제품, 산업 및 제조, 통신 및 데이터 통신, 항공우주 및 방위, 에너지 및 전력 등), 웨이퍼 크기(2인치 이하, 4인치, 6인치, 8인치 이상), 그리고 지역별(북미, 유럽, 아시아-태평양, 중동 및 아프리카, 남미)로 세분화하여 분석합니다.

보고서에 따르면, 광대역 밴드갭 반도체 시장은 2025년 22억 7천만 달러 규모에 달할 것으로 예상되며, 2030년까지 견고한 성장을 지속할 것으로 전망됩니다. 재료별로는 실리콘 카바이드(SiC)가 2024년 시장 점유율 68.36%로 선두를 차지하고 있으며, 이는 자동차 트랙션 인버터 및 산업용 드라이브의 고전압 요구 사항에 기인합니다. 갈륨 나이트라이드(GaN)는 5G 기지국 배치 및 고속 충전 어댑터의 고주파 효율 및 소형 폼팩터 요구에 힘입어 SiC보다 빠르게 성장하고 있습니다.

8인치 SiC 웨이퍼는 2024년부터 2027년 사이에 새로운 200mm 팹이 가동됨에 따라 14.36%의 연평균 성장률(CAGR)로 생산에 침투하여 장치당 비용을 절감할 것으로 예상됩니다. 지역별로는 남미가 재생 에너지 그리드 현대화 및 인프라 투자에 힘입어 2030년까지 14.13%의 가장 빠른 CAGR을 기록할 것으로 보입니다.

공급망 측면에서는 소수의 SiC 부울 공급업체에 대한 의존성과 갈륨 시장에서 중국의 지배력이 향후 2년간 중요한 조달 취약점으로 지적됩니다.

경쟁 환경 분석에서는 시장 집중도, 주요 기업들의 전략적 움직임, 시장 점유율 분석을 다루며, Wolfspeed, STMicroelectronics, Infineon Technologies, Rohm, onsemi 등 20개 주요 기업의 프로필을 포함합니다. 마지막으로, 시장 기회와 미래 전망, 특히 미개척 시장 및 충족되지 않은 요구 사항에 대한 평가를 제시합니다.

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 관련 SiC 수요 급증
  • 4.2.2 5G 출시로 GaN RF 장치 촉진
  • 4.2.3 정부의 탈탄소화 의무
  • 4.2.4 8인치 SiC 웨이퍼를 통한 비용 절감 곡선
  • 4.2.5 산업용 모터 효율 규제
  • 4.2.6 온보드 고속 충전 아키텍처
• 4.3 시장 제약
  • 4.3.1 SiC의 높은 에피택시 결함률
  • 4.3.2 GaN 장치 검증 격차
  • 4.3.3 SiC 잉곳 공급업체에 대한 공급망 의존도
  • 4.3.4 제한적인 다이아몬드 장치 패키징 노하우
• 4.4 산업 가치 / 공급망 분석
• 4.5 규제 환경
• 4.6 기술 전망
• 4.7 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
  • 4.7.1 신규 진입자의 위협
  • 4.7.2 구매자의 교섭력
  • 4.7.3 공급업체의 교섭력
  • 4.7.4 대체재의 위협
  • 4.7.5 경쟁 강도

5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)

• 5.1 재료별
  • 5.1.1 탄화규소 (SiC)
  • 5.1.2 질화갈륨 (GaN)
  • 5.1.3 다이아몬드
  • 5.1.4 질화알루미늄 (AlN)
  • 5.1.5 기타 재료
• 5.2 장치 유형별
  • 5.2.1 전력 장치
  • 5.2.2 RF 및 마이크로파 장치
  • 5.2.3 광전자 장치
  • 5.2.4 기타 장치 유형
• 5.3 최종 사용 산업별
  • 5.3.1 자동차 및 운송
  • 5.3.2 가전제품
  • 5.3.3 산업 및 제조
  • 5.3.4 통신 및 데이터 통신
  • 5.3.5 항공우주 및 방위
  • 5.3.6 에너지 및 전력
• 5.4 웨이퍼 크기별
  • 5.4.1 2인치 이하
  • 5.4.2 4인치
  • 5.4.3 6인치
  • 5.4.4 8인치 이상
• 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 러시아
  • 5.5.2.5 기타 유럽
  • 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 기타 아시아 태평양
  • 5.5.4 중동 및 아프리카
  • 5.5.4.1 중동
  • 5.5.4.1.1 사우디아라비아
  • 5.5.4.1.2 아랍에미리트
  • 5.5.4.1.3 기타 중동
  • 5.5.4.2 아프리카
  • 5.5.4.2.1 남아프리카 공화국
  • 5.5.4.2.2 이집트
  • 5.5.4.2.3 기타 아프리카
  • 5.5.5 남미
  • 5.5.5.1 브라질
  • 5.5.5.2 아르헨티나
  • 5.5.5.3 기타 남미

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 울프스피드(Wolfspeed, Inc.)
  • 6.4.2 ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics N.V.)
  • 6.4.3 인피니언 테크놀로지스(Infineon Technologies AG)
  • 6.4.4 롬(Rohm Co., Ltd.)
  • 6.4.5 온세미(ON Semiconductor Corporation)
  • 6.4.6 미쓰비시 전기(Mitsubishi Electric Corporation)
  • 6.4.7 후지 전기(Fuji Electric Co., Ltd.)
  • 6.4.8 코보(Qorvo, Inc.)
  • 6.4.9 트랜스폼(Transphorm, Inc.)
  • 6.4.10 나비타스 반도체(Navitas Semiconductor Corporation)
  • 6.4.11 GaN 시스템즈(GaN Systems Inc.)
  • 6.4.12 이피션트 파워 컨버전(Efficient Power Conversion Corporation)
  • 6.4.13 진에스아이씨 반도체(GeneSiC Semiconductor Inc.)
  • 6.4.14 마이크로칩 테크놀로지(Microchip Technology Inc.)
  • 6.4.15 파워 인테그레이션스(Power Integrations, Inc.)
  • 6.4.16 이노사이언스 테크놀로지(Innoscience Technology Company Ltd.)
  • 6.4.17 엑사간(Exagan SAS)
  • 6.4.18 캠브리지 GaN 디바이스(Cambridge GaN Devices Ltd.)
  • 6.4.19 히타치 파워 반도체 디바이스(Hitachi Power Semiconductor Device, Ltd.)
  • 6.4.20 리텔퓨즈(Littelfuse, Inc.)

7. 시장 기회 및 미래 전망