SiC 잉곳 시장 규모 및 점유율 분석 - 성장 추세 및 전망(2025년~2030년)

글로벌 SiC 잉곳 시장 동향 및 분석

800V 전기차 아키텍처로의 전환 가속화

자동차 제조업체들은 20분 이내의 고속 충전과 소형 배선 하니스를 구현하기 위해 800V 트랙션 인버터를 표준으로 채택하고 있는데, 실리콘 소자는 이러한 조건을 충족하기 위해 상당한 전도 손실을 감수해야 합니다. 포르쉐, 현대, 기아, 제너럴 모터스는 차세대 플랫폼에 SiC MOSFET을 확보하여 차량당 SiC 다이 수요를 사실상 세 배로 늘렸습니다. ^{[1] Roland Berger, “E-Mobility Index Q1/2024,” rolandberger.com} 자동차 부문의 설계 주기가 5~7년으로 길어짐에 따라 기판 공급업체는 수년간의 물량 예측이 가능해지면서 용광로 설비 투자 회수 기간이 단축되고 SiC 잉곳 시장이 장기 계약으로 안정화됩니다.

정부의 국내 광대역 공급망 구축 장려책

보조금 프로그램은 생산 능력 배치 결정을 최저 비용에서 국가 우선 논리로 전환시키고 있습니다. 미국의 CHIPS 및 과학법은 52.7억 달러를 할당했으며, Wolfspeed는 원래 국내 SiC 생산 라인 구축을 위해 2.5억 달러를 지원받았습니다. ^{[2] 미국 상무부, "CHIPS 및 과학법", commerce.gov.} 유럽의 칩법은 43억 유로(46.9억 달러)의 지원을 약속하여 STMicroelectronics가 수직 통합 SiC 공장에 5억 유로(5.5억 달러)를 투자할 수 있도록 했습니다. 중국은 같은 목적으로 344억 위안(47억 달러)을 책정했습니다. 이러한 지원은 초기 단계의 재정적 위험을 완화하고 지역 유망 기업의 성장을 가속화하여 SiC 잉곳 시장을 지역적으로 균형 잡힌 생산 능력으로 이끌고 있습니다.

8인치 웨이퍼 라인의 신속한 확장

6인치 라인이 여전히 지배적이지만, 8인치 부울은 다이 표면적을 1.8배 넓히면서 평방센티미터당 에피택시 비용은 약 25% 낮춥니다. 이는 전기차 및 신재생 에너지 변환기의 비용 경쟁력 확보에 있어 매우 중요한 요소입니다. 트렌드포스는 2025년에서 2027년 사이에 8인치 생산을 시작할 예정인 신규 또는 기존 공장 14곳을 분석했으며, 2028년에는 연간 웨이퍼 생산량이 120만 개를 넘어설 것으로 예상됩니다. 선두 주자로는 SiCrystal의 5억 유로(5억 4,500만 달러) 규모의 뉘른베르크 공장과 Wolfspeed의 모호크 밸리 공장(현재는 지연됨)이 있습니다. 이러한 변화는 장비 리드 타임을 단축하고 8인치 장비 세트를 보유한 퍼니스 업체에 가격 결정력을 집중시키고 있습니다.

데이터센터 AI 컴퓨팅 성능 밀도 급증

하이퍼스케일 운영업체는 AI 가속기가 더 높은 전류를 소모함에 따라 100kW 이상의 랙에 직면하고 있으며, 이로 인해 기존 실리콘 전원 공급 장치가 더 이상 사용 가능하지 않게 되었습니다. Google은 2024년 지속 가능성 보고서에서 48V 직접 칩 분배로의 전환을 언급했으며 Microsoft는 98% 변환 효율 모듈에 대한 다년간의 SiC 기판 계약을 확보했습니다. ^{[3] Microsoft Corporation, “Annual Report 2024,” microsoft.com} 자동차 부문보다 규모는 작지만 프리미엄 가격과 1cm² 미만의 엄격한 마이크로파이프 사양은 최고의 결함 제어를 제공하는 공급업체에게 보상을 제공하는 막대한 수익원을 창출합니다.

지속적인 결정 성장 수율 병목 현상

물리적 증기 수송법은 6인치 성장 시 60~70%의 유효 부울 질량만 얻을 수 있으며, 8인치 성장 시에는 50% 미만으로 떨어지는데, 이는 주로 2,200~2,400°C의 성장 온도에서 미세관 형성이 원인입니다. 이러한 불규칙적인 결함 분포는 과잉 생산을 초래하고, 운전자본을 증가시키며, SIC 잉곳 시장 전반에 걸쳐 현금 전환 주기를 연장시킵니다. 바나듐이 도핑된 반절연 잉곳의 경우, 10⁵ Ω·cm 이상의 저항률 목표치로 인해 허용 가능한 공정 범위가 좁아지므로 이러한 어려움이 더욱 가중됩니다.

초고온 흑연 소모품 부족

일본의 2024년 수출 통제 연장으로 반도체 등급 흑연이 제한 품목에 추가되면서 중국 구매자들은 도가니 교체에 필요한 납기가 8~12주에서 20~26주로 늘어났습니다. 전 세계 공급량의 약 60%를 차지하는 토요 탄소와 토카이 카본은 8인치 규모의 생산 설비 확장 계획을 발표하지 않아 반도체 잉곳 시장의 용광로 운영업체들은 재고를 늘리고 예비 부품에 더 많은 현금을 묶어두게 되었습니다.

세그먼트 분석

주괴 직경별: 8인치 규격으로 비용에 민감한 계층을 포괄합니다.

2024년 SIC 잉곳 시장에서 6인치 소재가 79.12%의 점유율을 기록했는데, 이는 자동차 전력 모듈 분야의 기존 설치 기반을 반영합니다. 2025년에서 2030년 사이 8인치 잉곳은 13.83% 성장할 것으로 예상되며, 이는 에피택시 라인의 재인증 비용을 상쇄하는 다이당 30%의 비용 우위에 힘입은 것입니다. 2027년까지 14개의 8인치 전용 팹 건설 계획이 발표된 것은 공급 주도형 전환이 빠르게 시장 점유율 변동으로 이어지는 추세를 보여줍니다.

4인치와 2인치 직경의 실리콘 칩은 여전히 ​​RF 프로토타입 및 광자학 연구실에만 국한되어 있으며, 12인치 크기의 실리콘 칩은 아직 개념 증명 단계조차 통과하지 못했습니다. 공급업체들은 실리콘 칩의 계단식 개발 방식을 따라 12인치로 바로 넘어가기보다는 8인치 크기의 수율 향상에 자본을 집중하고 있는데, 이는 실리콘 칩의 개발 속도를 단축한 것입니다. 활용률이 증가함에 따라 8인치 크기의 실리콘 칩 시장 규모는 2030년까지 10억 달러를 넘어설 것으로 예상되며, 이는 후속 디바이스 생산 라인에 추가적인 물량 확보 여지를 제공할 것입니다.

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폴리타입 제공: 4H-SiC의 다용도 장점

4H-SiC는 2024년 출하량의 82.14%를 차지했으며, 전력 소자 및 RF 분야에서의 다용도성에 힘입어 시장 성장률(13.49%)보다 빠른 속도로 성장하고 있습니다. 3.26eV의 밴드갭과 높은 전자 이동도는 자동차 견인 인버터와 GaN-on-SiC 레이더 증폭기 모두에 적용 가능하여 OEM 업체들에게 단일 기판 로드맵을 제공합니다. 설계 라이브러리, 툴 레시피, 공정 키트에 대한 투자로 전환 비용이 고정되어 4H-SiC는 시장 점유율 하락으로부터 보호받고 있습니다.

6H-SiC는 틈새 산업용 가열 분야에서 사용되고 있으며, 3C-SiC는 아직 연구 단계에 머물러 있습니다. 결함 없는 3C 성장 기술에 획기적인 발전이 없다면, SiC 잉곳 시장은 향후 예측 기간 동안 4H-SiC에 의존하게 될 것이며, 이는 규모의 경제로 인해 웨이퍼 가격이 지속적으로 하락하는 결과를 초래할 것입니다.

전도 유형별: 반절연 기판, 방어 예산에 적합

2024년에는 자동차 및 산업 분야의 저저항 MOSFET 수요 증가에 힘입어 N형 전도성 잉곳이 시장 점유율 66.73%를 차지했습니다. 반면, 국방 자금으로 지원되는 위상 배열 레이더 및 위성 프로그램에서 GaN-on-SiC 증폭기 사양이 높아짐에 따라 반절연체 재고는 연평균 13.21%의 성장률을 보이고 있습니다. Qorvo는 2024년 반절연체 기판 소비량이 40% 급증했다고 발표하며 안정적인 공급을 원하는 구매자들의 수요 증가를 확인했습니다.

바나듐 도핑은 반절연체 제품의 비용을 20~25% 증가시키지만, 방산 고객들은 격자 절연 및 열 관리 개선을 위해 이러한 추가 비용을 감수합니다. 이번 분할로 두 개의 도핑 라인을 갖춘 공급업체는 물량과 마진을 동시에 확보하여 두 가격대 모두에서 SIC 잉곳 시장 규모 확대 기회를 모색할 수 있게 되었습니다.

적용 분야: 전력 전자 자동차 앵커

전력 전자 부문은 2024년 실리콘 카바이드(SiC) 잉곳 수요의 62.19%를 차지했으며, 800V 보급 확대로 인해 SiC 잉곳 시장의 중심 역할을 계속할 것으로 예상됩니다. RF 및 마이크로파 장치는 13.77%의 성장률을 보이며 5G 중대역 및 Ka 대역 위성에 필요한 반절연 출력을 흡수합니다. 산업용 발열체는 안정적인 한 자릿수 초반 성장률을 나타내고 있으며, 포토닉스는 틈새 시장으로 남아 있습니다.

연구 및 시제품 제작 물량은 적지만 전략적으로 매우 중요하며, 새로운 다형체 및 직경에 대한 초기 자금 흐름을 제공합니다. 양자 컴퓨팅 연구는 궁극적으로 세 번째 수요 축을 열어줄 수 있지만, 상용화는 예측 기간 이후에 이루어질 것입니다.

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성장 분석 방식: PVT의 시장 점유율 대 HTCVD의 정밀도

물리적 기상 수송(PVT) 방식은 2024년 출하량의 87.23%를 차지하며, 용광로 설비의 경제성과 도핑 유연성을 뒷받침했습니다. 고온 화학 기상 증착(HTCVD) 방식은 13.54%의 점유율로 성장하고 있으며, 0.1cm⁻² 미만의 미세관 밀도를 보장하는 계약에서 40~50%의 추가 비용을 감수할 만한 가치를 인정받고 있습니다. 용액 기반 증착 기술은 아직 실험실 규모에 머물러 있으며, GT Advanced Technologies는 0.5cm⁻²의 미세관 밀도를 가진 6인치(약 15cm) 크기의 잉곳을 시연했지만, 아직 확정적인 출시일은 발표하지 않았습니다.

8인치 PVT 공정에서의 수율 학습은 여전히 ​​SIC 잉곳 시장의 주요 비용 요인이며, 현장 X선 피드백 루프를 도입하는 업체들은 2027년까지 활용률이 10~15%포인트 향상될 것으로 예상하고 있습니다.

지리 분석

아시아 태평양 지역은 중국의 생산 능력 급증과 일본의 성숙한 공급망에 힘입어 2024년 SIC 잉곳 시장에서 54.78%의 점유율을 차지하며 주도적인 위치를 유지했습니다. 중국 기업인 TanKeBlue, SICC, Shanxi Semisic은 국내 전기차 및 태양광 시장을 겨냥해 2027년까지 6인치 및 8인치 웨이퍼 60만 개를 추가 생산할 계획이라고 발표했습니다. 일본은 강력한 수직 통합을 유지하고 있지만, 흑연 수출 통제로 인해 자동차 부품 1차 협력업체들이 일본 외 공급처를 모색하고 있는 추세입니다.

유럽은 50,000억 유로(5.5억 달러) 규모의 STMicroelectronics 카타니아 및 크롤레스 공장이 2025년 말 가동을 시작함에 따라 연평균 13.89%라는 가장 높은 성장률을 기록할 것으로 전망됩니다. Soitec은 6인치 웨이퍼 라이선스 계약을 통해 2027년까지 5만 개의 웨이퍼 생산을 목표로 하고 있어 수입 의존도를 낮추는 데 도움이 될 것으로 보입니다. EU가 SiC를 전략적 원자재로 지정함에 따라 인허가 및 자금 조달 절차가 간소화되어 유럽 기업들에게 규제 측면에서 유리한 환경을 제공하고 있습니다.

울프스피드(Wolfspeed)가 2024년 10월 파산 보호 신청(챕터 11)을 하면서 8인치 생산 확대 계획이 중단되었고, 일부 자동차 프로그램은 유럽이나 아시아로 대안을 돌리면서 북미 지역은 중간 순위에 머물고 있습니다. 캐나다와 멕시코는 여전히 주변부에 머물러 있으며, 중동과 남미는 합작 투자에 대한 탐색적 논의만 진행 중입니다. 따라서 지역 다변화는 심화되고 있지만, 절대적인 생산 능력 증가는 여전히 아시아 태평양 지역에 집중되어 있습니다.