SiC vs GaN: 차세대 전력반도체 승자는 누구인가? 전략과 투자 인사이트

SiC vs GaN: 차세대 전력반도체 승자는 누구인가?

목차

1. SiC와 GaN의 기술적 특성 비교

2. 적용 분야의 차별화와 확장 가능성

3. 시장 규모 및 성장성 비교

4. 제조공정 난이도와 수율 차이

5. 주요 기업과 국가별 경쟁 구도

6. 전기차 시대에서의 핵심 승부처: SiC

7. GaN의 단기 수익성과 혁신성

8. 투자 전략: 상황별 선택 포인트

 

서론

전기차, 5G, 데이터센터, 산업용 인버터 등 고출력·고속 스위칭이 요구되는 기술의 발전과 함께, 차세대 전력반도체 소재로 실리콘(Si)의 한계를 극복한 **SiC(실리콘 카바이드)**와 **GaN(질화갈륨)**이 급부상하고 있습니다.

기존 실리콘 기반 MOSFET보다 높은 전력 효율성과 작동온도를 제공하는 이 두 소재는 차세대 에너지 시대의 게임 체인저로 주목받고 있으며, 반도체 제조사, 장비사, 소재기업, 투자자들의 관심이 집중되고 있습니다.

 

SiC vs GaN: 차세대 전력반도체

 

본 글에서는 SiC와 GaN의 기술적 특성, 적용 분야, 시장 성장성, 제조 공정, 주요 기업 동향 등을 비교 분석하여 누가 차세대 전력반도체 시장의 승자가 될지 예측해 보고, 그에 맞는 전략과 수익성 높은 투자 인사이트를 제시합니다.

1. SiC와 GaN의 기술적 특성 비교

SiC는 높은 전압과 고온 환경에 강하며, GaN은 고주파 응용에 뛰어난 성능을 보입니다.

항목, SiC, GaN

 

밴드갭(Eg)	3.3eV	3.4eV
절연파괴 전압	매우 높음	높음
전자 이동도	중간	매우 높음
열전도율	높음	낮음
전력손실	낮음	매우 낮음
적용 전압	고전압 (600V~1200V 이상)	중저전압 (100~600V)

즉, SiC는 고전압 중심의 산업용, 전기차 구동부에 적합하고, GaN은 고주파 중심의 소비자 전자 및 충전기 시장에 최적화되어 있습니다.

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2. 적용 분야의 차별화와 확장 가능성

• SiC 적용처: 전기차 인버터, 고속 철도, 산업용 전원장치, ESS(에너지 저장 시스템)
• GaN 적용처: 스마트폰 고속충전기, 노트북 전원 어댑터, 서버 전원공급장치, 5G 기지국

GaN은 상대적으로 저전력·소형화된 제품에 초점을 두며, 시장 진입 속도가 빠릅니다.

반면 SiC는 초고전력 장비에서의 채택률이 높고, 전기차 확산과 함께 장기적으로 가장 큰 수혜를 입을 가능성이 큽니다.

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3. 시장 규모 및 성장성 비교

• SiC 시장: 2024년 약 25억 달러 → 2030년 100억 달러 이상 전망 (CAGR 25% 이상)
• GaN 시장: 2024년 약 15억 달러 → 2030년 70억 달러 이상 전망 (CAGR 30% 이상)

GaN의 성장률은 더 높지만, SiC는 ASP(평균판매단가)가 높고 단위당 수익성이 큽니다.

전기차 시장이 고속 성장함에 따라 SiC의 수요는 폭발적으로 증가할 것입니다.

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4. 제조공정 난이도와 수율 차이

• SiC는 단단한 결정 구조로 인해 웨이퍼 절단·연마·에피텍시 공정이 까다롭고, 6인치 이상 확대에도 기술적 장벽이 있습니다.
• GaN은 기존 Si 웨이퍼 위에 GaN을 에피택셜로 성장시키는 방식(가성비 높은 GaN-on-Si 공정)이 가능해 상대적으로 생산성이 높고 초기 진입이 수월합니다.

하지만 최근 SiC도 **8인치 웨이퍼 양산화(Infineon, onsemi 등)**가 본격화되면서 비용 구조 개선이 진행 중입니다.

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5. 주요 기업과 국가별 경쟁 구도

• SiC 강자: 미국의 Wolfspeed, 독일의 Infineon, 일본의 ROHM, onsemi, STMicroelectronics
• GaN 강자: 미국의 Navitas, GaN Systems, Power Integrations, Innoscience(중국)

한국에서는 SK실트론(SiC 웨이퍼), LG이노텍(GaN 파워 IC), 삼성전기, DB하이텍 등이 후속주로 주목받고 있습니다.

일본과 미국이 SiC의 주도권을 가지고 있고, 중국은 GaN 양산을 국가 프로젝트로 키우고 있습니다.

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6. 전기차 시대에서의 핵심 승부처: SiC

테슬라, 현대차, BYD, 폴스타 등 대부분의 전기차 OEM이 SiC 기반 인버터를 채택 중입니다.

SiC 기반 전력모듈은 구동 효율을 높이고 충전 시간을 줄이며, 주행거리를 약 5~10% 증가시키는 성과를 보입니다.

특히 SiC는 800V 아키텍처 도입이 확산되면서 더욱 필수적인 부품으로 부상하고 있습니다.

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7. GaN의 단기 수익성과 혁신성

GaN은 스마트폰, 노트북 충전기, 드론, LED 등에 이미 적용되며, GaN-on-Si 기술로 단가 절감이 가능해 양산성이 뛰어납니다.

삼성·애플 등 글로벌 IT 기업들이 GaN 충전기를 빠르게 채택 중이며, GaN은 저전력 영역에서 빠르게 시장을 선점하고 있습니다.

또한 GaN은 고주파 특성 덕분에 6G, 위성통신, 레이더 등 신사업에도 응용 확장 중입니다.

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8. 투자 전략: 상황별 선택 포인트

투자 타이밍, 추천 소재, 이유

 

단기 수익	GaN	양산 중, IT 전자 수요 활발
중장기 성장	SiC	EV 중심 전력반도체 대체 수요 폭발
밸류체인 분산 투자	소재 + 칩 + 장비	SiC: SK실트론, 웨이퍼공정 / GaN: LG이노텍, GaN Systems 등

국내 주식 투자는 SK실트론, LX세미콘, DB하이텍, LG이노텍, 리노공업, 와이씨켐 등을 주목할 필요가 있습니다.

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결론: SiC와 GaN의 공존 속 승자 전략은?

결론적으로 SiC는 고전압·고출력 중심의 전기차 및 산업용 시장에서 주도권을 쥐며, GaN은 저전력·소형화된 응용 분야에서 빠르게 수익을 창출하고 있습니다.

향후 양 소재는 서로 다른 영역에서 병렬적으로 확장될 가능성이 높습니다.

다만, 시장 규모와 수익성 측면에서 SiC가 중장기적으로 더 큰 우위를 점할 가능성이 높습니다.

기업·투자자 입장에서는 적용 분야에 맞는 소재 전략과 공급망 확보가 필수이며, SiC 웨이퍼 내재화, GaN 공정 효율화 등의 기술적 경쟁력을 확보한 기업에 선제적 투자가 중요합니다.

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✅ 전체 요약표: SiC vs GaN 비교 요약

항목, SiC vs GaN: 차세대 전력반도체 승자는 누구인가? 전략과 투자 인사이트

 

기술 특성	SiC: 고전압/고온 강점, GaN: 고주파/소형화 최적
적용 분야	SiC: 전기차, 산업용 / GaN: 충전기, 5G, 소비자 IT
시장 성장성	SiC > GaN (매출 기준), GaN > SiC (성장률 기준)
제조공정	SiC: 난이도 높음 / GaN: Si 기반 양산 가능
주요 기업	SiC: Wolfspeed, Infineon / GaN: Navitas, GaN Systems
국내 기업	SK실트론, LG이노텍, DB하이텍 등
투자 전략	단기 GaN / 중장기 SiC 병행 투자 권장
결론	SiC가 산업 중심, GaN은 소비자 전자에 최적화된 병존 구도