전력 반도체(Power Semiconductor)는 전기를 활용하기 위해 직류‧교류 변환, 전압 및 주파수 조정 등과 같이 전력의 변환, 변압, 안정, 분배, 제어를 담당하는 반도체를 말한다.

말하자면 정보 설비와 가전기기 등에 필요한 정격 전력을 유지해 주는 장치의 두뇌 역할을 하는 반도체다.

최근 들어 전자기기의 수요가 확대되고 기기의 전력 소비 또한 증가함에 따라 실리콘에 비해 효율이 뛰어나고 내구성이 좋은 실리콘카바이드(SiC), 질화갈륨(GaN) 등 화합물 기반의 차세대 전력 반도체가 급부상하고 있다.

이러한 차세대 전력 반도체는 전력 사용이 확대되는 인공지능(AI), 5세대 이동통신(5G) 등 디지털 뉴딜과, 전력 효율 및 고온‧고압 내구성이 필요한 전기차, 재생에너지 등 그린뉴딜의 핵심 부품으로 평가받고 있다.

미국, 중국, 일본 등은 차세대 전력 반도체의 중요성을 인식하고 지원 정책을 적극 펼치고 있다. 실제로 국가별 화합물 전력반도체 시장점유율을 보면 유럽이 54%, 미국 28%, 일본 13% 등이다.

우리 정부도 산업통상자원부를 중심으로 지난 2017년부터 차세대 전력 반도체 기술 개발을 지원해 왔다. 

또한 그동안의 지원을 바탕으로 국내 기업의 성장과 세계 시장 진출을 지원하기 위해 1일 ‘차세대 전력 반도체 기술 개발 및 생산 역량 확충 방안’을 마련해 발표하기도 했다.

2023년 7월엔 ‘화합물 전력반도체 고도화 기술개발 사업’에 총 1,384.6억원(국비 938.8억원)을 지원하는 예비타당성 조사가 통과되기도 했다.

이들 사업을 통해 국내 유일의 실리콘카바이드(SiC) 반도체 시제품 제작 인프라인 ‘파워 반도체 상용화 센터’를 활용해 시제품 제작을 지원하게 된다.

또 실리콘 소재의 한계를 극복하기 위해 화합물 기반 소재 응용기술을 개발하고, 국내 기업의 소재‧웨이퍼 기술 확보를 지원해 가치사슬을 견고화할 계획이다.

여기에 아직 초기 단계인 차세대 전력 반도체 제작 공정을 최적화하고, 고도화해 시제품 제작에서 양산에 이르는 기술력을 확보해 신뢰성 평가를 위한 장비를 파워 반도체 상용화 센터에 구축할 방침이다.

이밖에 국내 전기차·에너지·산업 수요와 연계한 소자 및 전력변환장치(모듈) 상용화 기술을 개발하고, 구동회로(파워IC) 기술개발 및 화합물 전력반도체 핵심소재 기술개발 등 전력반도체 밸류체인 전반(소재-소자-IC-모듈)의 핵심기술을 확보하게 된다.