-전기차 핵심기술 탄화규소(SiC) 반도체, 핵심소재로 거듭나


[헤럴드경제(대전)=이권형 기자] 일본 도요타자동차의 하이브리드 자동차모델인 ‘프리우스’ 모델은 탄화규소(SiC) 전력반도체를 적용하며 차량의 전력손실을 80% 줄이고 연비를 5% 이상 개선했다.

소재분야의 경쟁력이 제품경쟁력으로 직결된 사례다. 전기차, 하이브리드 자동차 등 전기·전자분야에서 에너지효율을 높이는 핵심소재인 탄화규소 전력반도체 기술이 국내에서도 꾸준하게 개발되고 있다.

특허청(청장 최동규)에 따르면, 전기차, 하이브리드 자동차의 에너지 효율을 개선할 수 있는 탄화규소(SiC) 단결정 성장방법에 관련된 출원 건수는 최근 10년간 총 117건이며, 지난 2011년에 급격히 증가한 이후 완만한 성장세를 보이는 것으로 나타났다.

탄화규소(SiC) 단결정 성장방법 출원동향을 살펴보면, 승화법 59.0%(69건), 고온기상증착법 7.7%(9건), 용액성장법 33.3%(39건)로 나타나고 있으며, 상업화 초기부터 광범위하게 사용되고 있는 승화법이 과반수 이상을 차지하고 있다.

승화법은 높은 성장온도에 따른 탄화규소(SiC) 결정결함제어의 어려움으로 인해 정체추세에 있다. 용액성장법은 비교적 낮은 온도(2100℃이하)에서 결함이 현저히 감소된 고순도·고품질의 단결정을 제조할 수 있다는 장점 때문에 지난 2013년부터 급격히 증가하고 있다.

국가별로는 한국(64건, 54.7%)과 일본(48건, 41.0%)이 지난 10년(06~15)간 주를 이루고 있다. 다출원 순위는 포스코그룹(21건), 도요타자동차(20건, 신닛테츠스미킨과 공동출원 8건 포함), 동의대학교(13건), SK이노베이션(8건) 등 순으로 조사됐다.

내국인 출원은 ‘초고순도 탄화규소(SiC) 소재사업단’의 1단계가 시작된 2010년 이후부터 증가하고 있으며, 이를 기점으로 누적건수는 외국인 출원을 넘어섰다.

특허청 반용병 정밀화학심사과장은 “초고순도 SiC 재료는 반도체 산업을 한 단계 성장시키기 위한 원천소재기술”이라며 “기업들은 향후 전기자동차/태양광용 에너지 소자 및 고순도 반도체 부품 분야로의 지속적인 시장선점을 위해서는 지재권 확보에 노력을 기울여 나가야한다”고 강조했다. 


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