차세대 ‘전력반도체’ 시장 성장에 특허출원도 급증

전력반도체 분야의 국내 특허출원 현황자료. 특허청 제공

[아시아경제(대전) 정일웅 기자] 차세대 ‘전력반도체’ 시장의 성장으로 해당 반도체 시장의 특허출원량도 함께 늘어나는 추세다.

21일 특허청에 따르면 전력반도체는 전기자동차의 연비개선 등 에너지 혁신에 핵심역할을 한다. 전기에너지를 각종 시스템이 필요로 하는 형태로 변환해 공급하면서 에너지 효율성을 높이는 형태다.

특히 전력반도체 분야는 전기자동차 세계시장의 확대로 주목받으며 특허출원도 함께 늘고 있다. 전기자동차 판매량이 2017년 100만대를 넘어선 이후 2025년 1000만대 돌파가 점쳐지면서 전력반도체 분야의 시장도 함께 커져가는 상황을 반영한 결과다.

실제 우리나라에서도 연도별 전력반도체 관련 특허출원이 2015년 10건에서 2016년 13건, 2017년 18건, 2018년 33건 등으로 증가폭을 키워가고 있다.

이는 전기자동차·신재생에너지 등 고전압 응용분야에서의 수요가 급증할 것으로 예상되는 차세대 전력반도체에 대한 연구개발이 활발히 이뤄진 결과로 분석된다.

무엇보다 출원인 동향에선 2015년 40% 안팎이던 내국인 출원 비중이 2018년 66.6%로 급증한 점도 눈여겨 볼만하다. 내국인의 전력반도체 특허출원 증가는 최근 국내 기업이 비메모리 전력반도체 분야에 적극 투자하고 있는 점을 방증한다.

무엇보다 지난 5월 발표된 ‘시스템반도체 비전과 전략’은 팹리스의 창업과 성장을 지원하고 차세대 전력반도체 개발을 집중 지원하는 내용을 담고 있어 중소·중견기업을 포함한 국내 기업의 출원이 앞으로 더욱 증가할 수 있다는 예상을 가능케 한다.

전력반도체는 실리콘(Si) 기반과 탄화규소, 질화갈륨 기반 등으로 분류된다. 이중 실리콘 기반 전력반도체는 기존에 가격이 저렴하다는 장점으로 주로 사용돼 왔다. 하지만 가혹한 차량운행 환경에서 고도의 내구성·신뢰성을 보증하는 데 한계가 있었다.

반면 최근 각광받고 있는 탄화규소, 질화갈륨 기반의 전력반도체는 실리콘에 비해 고온·고압에서도 안정적으로 작동하는 우수한 물질 특성을 가지고 있어 전력효율 향상 및 소형화·경량화의 획기적인 개선을 가능케 한다는 점에서 주목을 끈다.

단 공정 구현이 어렵고 비용이 많이 소요되는 단점이 있어 본격적인 상용화를 위해 해결해야 할 기술적인 과제가 많다는 게 특허청의 설명이다.

특허청 이동영 전자부품심사팀장은 “각종 환경규제로 에너지 효율이 중요시되는 게 현재의 추세”라며 “이를 감안할 때 전력반도체 분야는 팹리스 중소·중견기업에게도 기회의 영역이 된다”고 말했다.

그러면서 “국내 반도체 기업은 높은 수준의 신뢰성이 요구되는 산업특성상 꾸준히 기술역량을 축적하고 강한 특허로 무장할 필요가 있다”라고 강조했다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr