전력 반도체 시장은 변화하고 있다. 이미 아시아에서는 새로운 비즈니스 모델이 시장에 등장했다. 중국의 경우 전체 전력 발전 용량에 1500 GW 이상을 추가해 2030년에는 약 2700 GW에 이를 전망이다. 앞으로 설비 용량이 더욱 늘어나겠지만, 핵심 관건은 에너지 효율에 있다. 이것이 IGBT와 같은 더 효율적인 전력 반도체가 에너지 발전부터 에너지 전송, 소비에 이르는 전기 공급망에서 점점 더 중요한 역할을 하게 될 것이다.


현대 사회에서 에너지 효율과 이동성, 보안은 중요한 세 가지 과제이다. 이미 반도체는 일상생활의 안전뿐 아니라 에너지 절감과 편리함을 증대시키는 데 중요한 역할을 하고 있다. 인구 증가와 부의 증대는 계속해서 전 세계 에너지 소비를 움직이고 있다. 예를 들어 도시화는 전기와 하이브리드 자동차뿐 아니라 철도 교통 시장을 견인한다. 대도시 간 이동하는 통근자 수의 증가는 대도시와 도시 간 철도 수의 증가로 이어지고 있다. 도시화로 촉진된 건축에서도 많은 크레인과 용접기기, 기타 전기로 구동하는 여러 장비를 비롯해 신규건물에 설치되는 엘리베이터, 에스컬레이터, 공기 조절 장치 등이 필요하다. 이런 모든 애플리케이션은 전력 반도체를 이용해 안전하고 고효율로 동작한다. 상업용 건물뿐 아니라 가정에서 사용하는 전기기기는 전력 반도체로 더욱 환경친화적이 되어가고 있다.

핵심 관건은 에너지 효율
산업 생산 역시 품질을 높이고 비용을 줄이기 위해 더 높은 자동화 수준으로 이동하고 있다. 따라서 전기제어 모터의 전반적인 사용이 늘어나고 있다. 전기 모터 구동 시스템은 수백만 개의 펌프와 팬, 공기/액체 압축기, 서보 드라이브, 상업용 냉난방기에 사용되며, 전 세계 전력 소비의 약 절반을 차지한다. 실제로 전기 모터 구동 시스템은 단일 품목으로 전력을 가장 많이 사용하며, 이는 조명 애플리케이션 에너지 사용의 두 배에 해당한다. 또 다른 동력은 에너지 관련 제품의 친환경성을 향상하는 것을 목적으로 유럽의 친환경 설계 지침(Eco Design Directive)과 같이 정부에서 추진하는 정책이다. 이러한 정책은 생산 장비와 다른 많은 애플리케이션의 인버터 사용을 지원하고, 전력 반도체에 대한 더욱 많은 수요를 유도한다.
전체적으로 세계 곳곳에서 소비되는 에너지의 약 1/3이 전기이며, 이 추세는 계속 증가하고 있다. 일례로 중국은 전체 전력 발전 용량에 1500 GW 이상을 추가함으로써, 2030년에는 약 2700 GW에 이를 전망이다. 전기 소비는 매년 5퍼센트, 88 GW씩 증가하는 데, 이는 영국의 1년 전체 설비 용량을 해마다 추가해야 한다는 것을 의미한다. 분명한 것은 설비 용량이 더욱 늘어나겠지만, 미래의 핵심 관건은 에너지 효율에 있다. 이것이 IGBT와 같은 더 효율적인 전력 반도체가 에너지 발전에서부터 에너지 전송과 에너지 소비에 이르는 전기 공급망에서 점점 더 중요한 역할을 하게 되는 한 가지 이유이다.

높은 변동성은 예외가 아닌 규칙
지난 십여 년간 바이폴라 전력 반도체 시장은 비교적 큰 변동이 없었지만, IGBT 시장은 대체로 성장을 지속하다 2008년 큰 폭으로 하락했다. 당시 IGBT 디바이스 부문은 처음으로 하락을 기록한 것이다. 이어서 IGBT는 2011년 말까지 기록적인 성장을 이어가다 2012년에 다시 하락 주기를 보였다. 이러한 높은 변동성은 현재 예외가 아닌 규칙이 되고 있다. 또한 태양광과 풍력발전은 철도교통, 가전제품, 산업용 전력 공급 장치 및 주요 구동 애플리케이션과 함께 전력 반도체에 대한 주요한 수요의 원천이 되고 있다. 정부 장려금, 발전차액 지원제(FIT: feed in tariff), 인프라 프로그램, 신재생 에너지 및 철도 교통에 의한 지원 등이 이 부분 시장 성장을 주로 견인하지만, 이러한 견인 책은 지원에 대한 의존적인 특성으로 매우 유동적임이 드러났다.

중국, IGBT의 가장 큰 시장
애플리케이션에 의한 구조적 변화 외에도 지역적인 시장 변화가 있었다. 중국은 이제 전 세계 IGBT 부품의 가장 큰 시장이다. IGBT 모듈과 디스크리트 부품에 대한 시장 수요는 주로 전력 소비가 집중되는 산업(인버터 사용 시, 에너지 비용을 최대 30퍼센트까지 절감할 수 있음), 중앙 정부의 철도 네트워크 예산, 가정에서 생산하는 신재생 에너지 부분, 그리고 에너지 효율이 높은 가전제품의 구매를 촉진하는 전국적인 인센티브 등으로 움직인다. 중국의 IGBT 수요의 대부분은 아직 외국 공급업체에 의해 조달되지만, 중국의 제조업체도 이에 가세하고 있다. 철도, 에너지 발전 및 전송 관련 애플리케이션의 경우 대기업(부분적 국가 소유)들이 시장에서 입지를 다지고 있지만, 중국의 중소기업들은 로우엔드 부문에 진입하여 적지 않은 시장 점유율을 달성했다.
중국 시장은 로우엔드로부터 시작해 매우 단편화되어 있는 상태이지만, 일부 애플리케이션 부문은 더욱 성숙해지며 많은 공급업체와 연계되어 상품화(commoditization) 비율이 증가할 것이다. 앞으로는 고객 근접성과 지원, 유연성이 더욱 중요할 것으로 예상된다.

시스템 기반 제품과 기술의 종합적인 결합 필요
대부분 애플리케이션에서 전력 밀도, 신뢰성 및 품질은 여전히 차별화 요소로 작용할 것이다. 깊이 있는 시스템 이해는 최고의 제품 기술과 기능, 성능에 대한 정의를 통해 고객에게 부가가치를 제공한다. 많은 애플리케이션은 해안 풍력, 연안 풍력과 같이 더욱 구체적인 수요를 갖거나, 구조적 변화와 함께 유럽에서 태양광 제조업체의 스트링 인버터 선호와 아시아 지역에서의 센트럴 인버터에 대한 선호와 같이 지역적 특수성을 보이게 될 것이다. 복잡성을 증가시키지 않은 채 이러한 요구사항을 이행하기 위해서는 시스템 전문지식, 앞서나가는 칩 및 패키지 기술과 더불어 세계 시장진출이 필요하다. 시스템 비용 혜택을 달성하기 위해서는 최적의 성능 외에도 표준 공정과 제품이 여전히 요구된다. 따라서 에너지 저장, 전기 자동차 충전 및 지역적으로 특수한 애플리케이션과 같은 새로운 애플리케이션이 떠오르고 있다. 마찬가지로 이러한 부문을 지원하기 위해서는 시스템 전문지식을 기반으로 하는 제품과 기술의 종합적인 결합이 필요하다.

새로운 비즈니스 성장 동력
전력 반도체 세계는 변화하고 있다. 특히 아시아에서 새로운 주자와 비즈니스 모델이 시장에 속속 등장하고 있다. 시장은 애플리케이션과 지역적인 특수성을 반영하는 성장 동력으로 인해 더욱 동적이고 높은 성능을 요구하고 있다. SiC와 같은 새로운 기술이 애플리케이션을 구현함으로써, 현재의 제품이 점유하던 부분을 대체해 나갈 것이다. 하지만 새로운 IGBT 전력 발전은 최적화된 인버터 설계와 결합해 효율을 크게 증대시키고 시스템 비용을 대폭 낮출 것이다. 혁신적인 신기술과 지속적인 생산성 향상의 결합은 기존 애플리케이션 부문의 성장을 지원하고 새로운 애플리케이션의 신속한 시장 진입을 가능하게 해줄 것이다. 이러한 모든 이유로 우리의 비즈니스 성장 동력은 여전히 유효하며, 앞으로도 변함없이 지속할 것이다. 에너지 효율과 이동성, 보안과 관련된 장기적인 사회적 과제는 전력 반도체의 지속적인 시장의 성장으로 전환된다고 해도 틀리지 않다.  ES