에너지 효율성 담보해야 지속가능성 획득…2030년 SiC 점유율 40% 이상 달성

[디지털데일리 김문기 기자] “ST마이크로일렉트로닉스는 2027년 전세계 반도체 분야에서 최초의 탄소중립 기업으로 우뚝 선다. 이후 2035년이 돼야 두번째 기업이 나올 정도로 빠른 속도다. 이같은 탄소중립 시대는 에너지 효율과 안정성이 중요하기 때문에 실리콘카바이드(SiC) 전력반도체가 중요한 핵심역할을 해 줄 것이며, ST는 이 분야에서 높은 점유율로 시장을 선도하고 있다. 이탈리아 카타니와와 중국 충칭에도 공급망 확장을 위해 관련 공장 구축에 나서고 있다.”

프란체스코 무저리 ST마이크로일렉트로닉스 중국 전력 디스크리트 및 아날로그 제품 부문 부사장은 25일(현지시간) 서울 강남 노보텔 엠베서더 호텔에서 한국 기자들과 만나 반도체 분야에서 가장 먼저 탄소중립을 실현하겠다는 포부와 함께 최근 부상하고 있는 SiC 전력반도체 시장에서 우위를 지속하겠다며 이같이 말했다.

무저리 부사장은 아시아 지역에서 모터 제어 역량 센터, 전력 및 에너지 역량 센터, 자동화 역량 센터를 비롯한 ST의 산업 중심 역량 센터들을 이끌고 있다. 소비자 부문과 관련해 ST의 글로벌 매스 마켓 산업 태스크 포스의 조직화를 담당하고 있기도 하다.

ST는 상위 7대 산업용 반도체 공급업체 중에서 가장 높은 성장률을 기록하고 있다. 시장조사업체 옴디아의 지난해 보고서에 따르면 상위 7대 공급업체 성장률은 대부분 10%를 넘고, 산업용 시장 (전체) 성장률이은 10% 수준으로 기록됐다. 이 중에서도 ST는 35%의 가장 높은 성장률을 기록했다고 자신했다. 이에 따라 시장 점유율 역시 2021년 4.6%에서 2022년 5.6%까지 늘어났다.

특히, 아시아에서의 성장세가 가파르다. 그 중에서도 한국은 인도에 이어 산업용 반도체 시장 2위를 차지하고 있다. 2023년부터 2027년까지 연평균 성장률은 11%로 말레이시아, 싱가포르, 대만, 일본에 비해 높은 수치를 나타내고 있다. 한국은 주요 가전제품에서 16%, 파워&에너지 분야 13%, 의료, 군사 및 민간항공에서 각각 12%의 연평균 성장률을 보유하고 있다.

이같은 산업용 반도체 시장에서 ST가 주목받는 이유는 바로 지속 가능성을 약속할 수 있는 ‘탄소중립’ 전략에 있다. 최근 글로벌 기업들은 자체적인 제조역량뿐만 아니라 주요 협력사들에게까지 탄소중립을 요구하고 있다. ST는 이러한 각 기업 및 협력사 탄소중립 실현에 이바지할 수 있는 기초 체력을 갖췄다는 설명이다. 이를 위해 오는 2027년 반도체 분야 최초로 탄소중립을 실현하는 세계 최초 기업이 될 것이라 자신하기도 했다.

무저리 부사장은 “ST는 20년전부터 선구자적인 CEO 주도의 탄소중립 전략을 추진했으며, 탄소 배출량을 줄이고 녹색경제 실현을 위해서 많은 노력을 기울이고 있다”라며, “예를 들어 애플은 오는 2030년 탄소중립 달성을 선언했는데, 이는 모든 애플 제품에 탄소중립을 달성하겠다는 것으로 애플 기기에 적용되는 모든 납품업체들도 탄소중립을 실현시켜야 한다는 의미다. 정말 멋진 목표다. ST는 이미 준비가 다 됐다”고 강조했다.

탄소중립 실현의 핵심 '전력반도체' 부상

ST는 자체적인 탄소중립 실현뿐만 아니라 관련 시장, 더 나아가 협력사까지도 탄소중립 목표를 달성할 수 있도록 지속가능성 및 효율성을 위한 솔루션을 개발해오고 있다고 설명했다. 파워&에너지 분야에서는 에너지 발전 및 분배, 스마트 미터&무선충전, 시스템과 소비자 전원 등을, 모터 컨트롤 면에서는 홈어플라이언스&에어 컨디셔닝, 모터 드라이브 빛 서브 드라이브, 전동공구 및 하이엔드 컨슈머에 대응했다. 자동화면에서도 스마트시티와 스마트빌딩, 스마트홈, 스마트 농업, 산업용 로봇 및 자동화 시스템에 집중하고 있다.

과거 20년간 산업 환경을 크게 변화했다. 중앙 집중식 에너지 발전은 재생 에너지 확장으로 인해 점차 변모하고 있다. 태양광 발전은 2022년부터 오는 2027년까지 연평균 19% 성장률을, 풍력은 13%를 기록하고 있다. 에너지 저장 역시도 오는 2030년까지 약 30% 가량 증가할 것으로 예상된다. 스마트그리드 역시 오는 2026년까지 연평균 19.1%, 자동화된 에너지 관리는 오는 2027년까지 12.67% 가량 성장률을 나타내고 있다.

즉, 탄소중립 실현에 있어 에너지 효율과 안정성을 담보하는 것은 필수적이라는 설명이다. 탄소중립에 관여하는 반도체는 실리콘과 실리콘카바이드(SiC), 질화갈륨(GaN) 기반 전력반도체다. 이미 수천만대의 자동차와 수백만개의 충전기 및 방송국과 태양광 인버터 등에 쓰이고 있다.

그 중에서도 SiC는 전기차와 충전기, 재생 에너지, 전원 공급 장치 등에 다양하게 쓰이고 있다. 작은 크기와 무게, 높은 효율성과 더 긴 주행거리를 낼 수 있으며, 고효율과 저비용, 간편한 열관리를 용이하게 하기 때문이다.

무저리 부사장은 “예를 들어 전기차의 경우 주행거리는 18~20% 더 길어진 약 600km를 더 달리고, 2배 더 빠른 충전과 150~200Kg에 이르는 자동차 무게를 보다 경량화시킬 수 있으며, 가솔린 대비 전기 에너지가 더 저렴해 유지비용도 줄일 수 있다”라며, “재생 에너지 측면에서도 최대 50%의 효율성 향상과 20%의 총 소유비용 절감, 50% 평균 사이즈를 축소시킬 수 있다”고 밝혔다.

ST SiC 전력반도체 선도 자신

ST는 이같은 SiC 전력반도체 시장에서 압도적인 점유율을 보유하고 있다. 지난해 SiC 관련 매출은 11억4000만달러로 전년대비 약 60%가 증가했다. 오는 2030년까지 SiC 모스펫 및 모듈 시장 점유율은 40% 이상 달성이 가능할 것으로 내다봤다.

기존 대비 SiC 전력반도체로 대체했을 때 PV DC 옵티마이저 측면에서 97%에서 99%로 2%p 효율을 늘릴 수 있으며, 에너지 저장에서도 1%p 늘어난 97%를, PV 인버터와 텔레콤/서버도 각각 3%p 증가한 97%로 향상시킬 수 있다는 설명이다. 전반적으로 약 8%p 늘어난 효율성을 나타내는 것이 SiC 전력반도체의 효용성이다.

그는 “2019년 2만3000TWh 전력을 소비했는데 그중에서 컴퓨터와 ICT는 글로벌 전력의 약 4%를 차지해 920TWh를 사용했다”라며, “이를 전제로 8%의 효율성 향상은 73.6TWh를 절감할 수 있다는 의미이며, 좀 더 쉽게 설명하자면 12개의 원자력 발전소에서 생산되는 전력량을 절감할 수 있다는 말이다”라고 설명했다.

현재 ST는 3세대 전력반도체를 시장에 공급하고 있으며, 조만간 4세대와 5세대 제품을 내놓을 계획이다. 아울러 GaN 분야도 적극 나서고 있다. GaN 전력반도체 시장은 오는 2028년까지 연평균 49% 성장률을 보일 정도로 급속히 부상하고 있는 분야다.

이에 대응하기 위해 ST는 생산능력을 보다 강화할 방침이다. 300mm 웨이퍼 용량 확장을 위해서는 프랑스 크롤스 공장과 이탈리아 밀라노 근방의 아그라테 공장의 300mm 설치 공간을 내년까지 2배 늘리기로 했다. 이탈리아 시칠리아 카타니아내 신규 SiC 팹을 건설 중에 있으며, 중국 충칭에서도 사나 옵토일렉트라닉스와 합작으로 SiC 신규팹을 구축 중이다.

무저리 부사장은 “ST는 고객 설계 및 프로젝트에 신속하게 채택될 수 있도록 매우 광범위한 제품 포트폴리오를 제공한다”라며, “ST는 증가하는 재생 에너지 수요를 해결하기 위해 더 나은 전력 효율과 더 지능적인 에너지 사용 솔루션을 제공할 것”이라고 강조했다.

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