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최저 비용으로 가장 큰 갈륨 웨이퍼: 어떻게 중국이 차세대 반도체 기술을 선도하고 있는가

중국 과학자들이 세계 최초로 개발한 N-극성 GaN 웨이퍼는 반도체 산업의 판도를 바꿀 것으로 기대된다.

베이징에서 장통
2025년 3월 30일 게시
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중국 연구진이 8인치 크기의 세계 최대 N극 질화 갈륨(GaN) 웨이퍼를 개발하여 차세대 반도체 기술의 획기적인 발전을 이루었다.

반도체 산업의 판도를 바꿀 것으로 예상되는 이 웨이퍼는 생산 비용을 40%까지 절감할 수 있으며, 위성 통신 및 전기 자동차 분야에서 이 기술의 글로벌 채택을 가속화할 것으로 기대된다.

GaN은 3세대 화합물 반도체의 대표주자로 각광받고 있다. 뛰어난 물리적 특성으로 인해 5G/6G 네트워크, 위성 통신, 자율주행차, 레이더 시스템 등 고주파, 고전력 애플리케이션에 혁신을 일으키고 있다.

이 소재는 이미 손바닥 크기의 100W 고속 충전기를 구현하고, 800V 전기차 플랫폼의 에너지 변환 손실을 5% 미만으로 줄였으며, 위성 통신 대역폭을 3배로 늘렸다. 업계 분석가들은 GaN이 대량 생산 기술이 임계점에 도달하면 이러한 분야 전반에 걸쳐 지각 변동을 일으킬 수 있다고 예측한다.

GaN의 잠재력의 핵심은 결정 극성에 있다. 질소 극성(N극성)과 갈륨 극성(Ga극성) GaN이 모두 존재하지만, N극성 변형이 더 우수한 성능을 보여준다. 그러나 엄격한 성장 요건과 복잡한 공정으로 인해 지금까지는 전 세계적으로 소량의 2~4인치 N-극성 GaN 웨이퍼를 엄청난 비용으로 생산할 수 밖에 없었다.

3월 22일, 후베이성 우한에 위치한 JFS 연구소 연구팀은 세계 최초로 실리콘 기판 위에 8인치 N-극성 GaN-on-insulator(GaNOI) 웨이퍼를 제조하는 데 성공했다고 발표했다. 이 혁신은 외국의 기술 독점을 깨고 웨이퍼 비용을 40% 절감하는 동시에 디바이스 항복 전압을 2000V로 높였다.