목차
- 요약: 2025년 이후
- 2030년까지의 시장 규모 및 예측
- 주요 응용 분야: 전력, RF 및 광전자
- 주요 기업 및 전략적 파트너십 (2025년 업데이트)
- GaN 에피택시얼 성장 공정의 기술 발전
- 공급망 역학 및 원자재 조달
- 비용 요인 및 경쟁 가격 동향
- 규제 및 산업 기준 (IEEE, JEDEC 등)
- 신흥 기회: 자동차, 5G 및 양자 장치
- 미래 전망: 파괴적 트렌드 및 전략적 권장 사항
- 출처 및 참고자료
요약: 2025년 이후
갈륨 나이트라이드(GaN) 에피택시얼 층 제조는 반도체 제조의 급속한 발전과 고성능 전력 및 RF 전자기기에 대한 수요 증가에 의해 2025년에 중요한 전환점을 맞이합니다. 실리콘 기반에서 와이드 밴드갭 재료로의 전환이 가속화되면서 GaN 에피택시얼 층은 더 높은 효율성, 더 빠른 스위칭 속도 및 우수한 열 안정성을 갖춘 장치를 가능하게 합니다. 주요 산업 전문가들은 생산 능력을 확장하고 기판 옵션을 다양화하고 있으며, 이는 이 분야의 성장 궤도와 진화하는 기술 요구를 반영합니다.
2025년에는 주요 제조업체들이 GaN 에피택시얼 성장의 지배적인 기술인 금속 유기 화학 증착(MOCVD) 시스템의 배치를 증가시키고 있습니다. ams OSRAM와 질화 반도체(Nitride Semiconductors)는 고휘도 LED 및 전력 장치 시장을 목표로 하는 새로운 시설과 프로세스 최적화를 발표했습니다. Kyocera와 SiC-on-GaN는 비용을 줄이고 대량 시장 채택을 위한 생산량 향상을 위해 더 큰 직경의 웨이퍼(최대 200 mm)를 개발하는 데 주목받고 있습니다.
2025년의 주요 트렌드는 established silicon fabs와의 호환성 및 비용 효율성으로 인해 GaN-on-Si 기판의 보다 넓은 채택입니다. STMicroelectronics와 Infineon Technologies는 층의 균일성과 결함 제어를 향상시키는 독점적인 에피택시얼 성장 기술을 기반으로 한 상업용 GaN-on-Si 전력 장치를 공개했습니다. 한편, EpiGaN (a division of Soitec)는 에피택시얼 제조 과정에서의 더 엄격한 공정 관리를 보장하기 위한 고급 인-시투 모니터링 솔루션을 도입했습니다. 이는 장치 기하학이 축소되고 성능 규격이 강화되는 중요한 요소입니다.
다음 세대 GaN 에피택시에 대한 연구 및 파일럿 생산이 가속화되고 있으며, pSemi (Murata의 자회사)와 Samsung Electronics는 RF 및 모바일 응용 프로그램을 위한 R&D에 투자하고 있습니다. 일본과 유럽의 공공-민간 파트너십을 포함한 공동 이니셔티브는 층 품질, 결함 완화 및 CMOS 플랫폼과의 통합에서 추가적인 돌파구를 가져올 것으로 예상됩니다.
2025년을 넘어 GaN 에피택시얼 층 제조 전망은 강력합니다. 자동화, 더 큰 기판 및 통합 기술에 대한 지속적인 투자는 비용을 낮추고 자동차, 산업, 통신 및 소비자 분야에서 시장 범위를 확장할 것입니다. 향후 몇 년 동안 GaN 에피택시는 세계 반도체 생태계에서 더욱 중심적인 역할을 할 가능성이 있으며, 다음 세대 전력 및 RF 장치 혁신을 지원할 것입니다.
2030년까지의 시장 규모 및 예측
갈륨 나이트라이드(GaN) 에피택시얼 층 제조에 대한 글로벌 시장은 전력 전자, 라디오 주파수(RF) 장치 및 광전자 부문에서의 수요 급증에 힘입어 2030년까지 significalant한 확장을 준비하고 있습니다. 2025년에는 주요 반도체 제조업체들이 차세대 장치의 품질 요건을 충족하기 위해 고급 금속 유기 화학 증착(MOCVD) 및 수소 화합물 증기경화(HVPE) 시스템에 대한 투자를 늘려 생산을 확대하고 있습니다.
ams OSRAM, Nitride Semiconductors Co., Ltd., 및 KYOCERA Corporation와 같은 주요 기업들은 전기차, 5G 인프라 및 고속 충전 응용 분야에서 GaN 전력 장치의 채택 증가에 대응하기 위해 GaN 에피택시 기술 능력을 확장하고 있습니다. Infineon Technologies AG에 따르면, 전력 변환을 위한 GaN으로의 전환이 가속화되고 있으며, 이는 소비자 전자제품 및 재생 에너지 시스템에 필수적인 우수한 에너지 효율성과 소형화 때문입니다.
생산 능력 확장은 최근 발표에서 분명하게 나타납니다. ams OSRAM은 고휘도 LED 및 마이크로LED 디스플레이를 목표로 하는 새로운 GaN-on-silicon 에피택시얼 웨이퍼 프로젝트를 시작했으며, 2025년과 2026년에 물량 증가가 예상됩니다. 마찬가지로, Nitride Semiconductors Co., Ltd.는 6인치 및 8인치 웨이퍼 포맷을 개선하기 위해 UV LED 에피택시 기술에 지속적으로 투자하고 있으며, 이는 생산량을 향상시키고 비용을 절감하는 데 중점을 두고 있습니다.
예측에 따르면, GaN 에피택시얼 웨이퍼의 수요는 2027년까지 기존의 실리콘 및 실리콘 카바이드(SiC) 기판 수요를 초과할 것입니다. 이는 특히 자동차 OEM 및 통신 장비 제조업체들이 GaN 기반 솔루션을 채택함에 따라 더욱 두드러질 것입니다. ROHM Co., Ltd.와 Panasonic Corporation은 모두 빠르게 성장하는 자동차 및 산업 시장을 위한 이산형 장치 및 전력 모듈을 제공하기 위해 GaN 웨이퍼 생산 라인을 확장하고 있습니다.
앞으로 GaN 에피택시 제조 분야는 공정 혁신 및 더 큰 웨이퍼 직경으로의 전환으로 지원되어 연평균 성장률(CAGR)이 두 자릿수를 기록할 것으로 예상됩니다. 기판 공급업체, MOCVD 도구 제조업체 및 장치 제조업체 간의 전략적 파트너십은 공급망을 더욱 간소화하고 2030년까지 첨단 GaN 구성 요소의 시장 출시 시간을 단축할 것으로 기대됩니다.
주요 응용 분야: 전력, RF 및 광전자
갈륨 나이트라이드(GaN) 에피택시얼 층 제조는 전력 전자, 라디오 주파수(RF) 장치 및 광전자라는 중요한 응용 분야의 발전에 중심적입니다. 2025년 현재 업계의 모멘텀은 더 높은 성능, 효율성 및 확장성에 대한 필요성에 의해 주도되고 있으며, 주요 제조업체들은 차세대 에피택시얼 성장 기술에 투자하고 있습니다.
- 전력 전자: 효율적인 고전압 전력 장치에 대한 수요는 GaN 에피택시얼 웨이퍼 생산의 빠른 혁신을 지속시키고 있습니다. Infineon Technologies AG와 같은 기업들은 고품질 GaN-on-silicon 및 GaN-on-SiC 구조를 위한 금속 유기 화학 증착(MOCVD) 공정을 확대하고 있으며, 전기차에서 데이터 센터에 이르는 다양한 응용 분야를 목표로 하고 있습니다. TECAN 및 Nitride Semiconductors Co., Ltd.도 대량 생산을 지원하기 위해 공정 제어 및 균일성 개선에 투자하고 있으며, 200mm GaN-on-Si 웨이퍼가 파일럿 라인과 초기 상업적 적용으로 들어가고 있습니다.
- RF 장치: 5G 네트워크 및 위성 통신의 확산은 GaN 에피택시얼 층을 기반으로 한 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT) 및 RF 전력 증폭기의 개발을 가속화하고 있습니다. Wolfspeed, Inc.는 GaN-on-SiC 웨이퍼의 에피택시 능력을 확장하여 더 높은 주파수 및 전력 밀도를 지원하는 장치 구조를 개발하고 있으며, ROHM Semiconductor는 RF 프론트 엔드 모듈을 위한 GaN-on-SiC 및 GaN-on-silicon 에피택시 기술을 발전시키고 있으며, 낮은 결함 밀도와 높은 신뢰성을 목표로 하고 있습니다.
- 광전자: LED, 레이저 다이오드 및 마이크로-LED 디스플레이에서 GaN 에피택시얼 층의 채택은 여전히 강력합니다. OSRAM 및 Sanan Optoelectronics Co., Ltd.는 개선된 파장 균일성 및 결함 감소를 위한 고급 MOCVD 반응기 및 인-시투 공정 모니터링을 구현하고 있습니다. 최근 개발에는 고휘도 블루 및 그린 마이크로-LED 배열이 포함되며, 에피택시 프로세스의 개선은 픽셀 크기 축소 및 대량 전송 수율에 필수적입니다.
앞으로 몇 년 동안 인공지능 및 머신러닝의 통합이 에피택시 공정 최적화에 더욱 늘어날 것으로 예상되며, 더 큰 웨이퍼 직경의 채택과 새로운 기판 재료의 출현이 기대됩니다. 이러한 추세는 전력, RF 및 광전자 분야의 증가하는 수요에 부응하는 데 중요한 역할을 하며, 주요 공급업체들은 경쟁 우위를 유지하기 위해 생산 능력과 공정 혁신 모두에 투자하고 있습니다.
주요 기업 및 전략적 파트너십 (2025년 업데이트)
2025년의 갈륨 나이트라이드(GaN) 에피택시얼 층 제조 분야는 제작능력 확장, 물질 질 개선 및 장치 상용화를 가속화하기 위한 주요 제조업체의 활동과 전략적 협력으로 정의됩니다. IQE plc, ams OSRAM, SÜNNOTECH, 및 EpiGaN (Soitec의 자회사)와 같은 주요 기업들이 이러한 발전의 최전선에 있습니다.
- IQE plc는 최근 새로운 금속 유기 화학 증착 (MOCVD) 반응기 및 자동화 기술에 대한 투자에 힘입어 영국과 미국에서 GaN 에피택시 생산 능력을 확장했습니다. 이 회사는 RF, 전력 및 마이크로LED 응용을 위해 GaN-on-Si 및 GaN-on-SiC 웨이퍼에 대한 증가하는 수요를 지원하기 위해 주요 파운드리 및 장치 제조업체와의 파트너십을 계속 지원하고 있습니다 (IQE plc).
- ams OSRAM는 고휘도 LED 및 마이크로LED 시장에 대한 전략적 제휴를 통해 광전자 구성 요소를 위한 GaN 에피택시에서의 입지를 강화했습니다. 2025년에는 다음 세대의 GaN 기반 솔루션을 공동 개발하기 위해 디스플레이 및 자동차 OEM과의 추가 협력을 발표했습니다 (ams OSRAM).
- SÜNNOTECH 및 EpiGaN (Soitec)는 균일성과 결함 감소를 향상하기 위해 독점 공정을 활용하여 에피택시얼 층 생산을 늘렸습니다. 특히 SÜNNOTECH는 고주파수 및 전력 전자 분야의 아시아 장치 제조업체와 새로운 파트너십을 발표했으며, EpiGaN은 SOITEC의 엔지니어드 기판 기술과의 통합을 지속하고 있습니다 (SÜNNOTECH; EpiGaN (Soitec의 자회사)).
- 전략적 파트너십이 증가하고 있으며, KYOCERA Corporation 및 SICC Co., Ltd.와 같은 주요 기판 공급업체들이 에피택시 전문가들과 협력하여 실리콘 카바이드 및 사파이어 위에서 GaN 성장의 향상된 템플릿을 개발하여 차세대 장치를 위한 수율 및 성능 최적화를 목표로 하고 있습니다.
앞으로 이 분야는 자동차, 통신 및 소비자 전자 산업이 더 높은 생산량을 요구하고 비용 성능 비율 개선을 추진함에 따라 더욱 통합 및 국경 간 파트너십을 볼 것으로 예상됩니다. 재료 공급업체, 에피택시 하우스 및 장치 제조업체 간의 증가하는 정렬은 2025년 및 그 이후 GaN 에피택시얼 층 제조 생태계의 성장하는 성숙도 및 전략적 중요성을 강조합니다.
GaN 에피택시얼 성장 공정의 기술 발전
갈륨 나이트라이드(GaN) 에피택시얼 층 제조는 2025년 현재 전력 전자, RF 장치 및 광전자에서의 수요 급증에 힘입어 상당한 기술 발전을 경험하고 있습니다. 산업은 고성능 장치를 위한 요건을 충족하기 위해 물질 품질, 생산량 및 웨이퍼 크기를 개선하는 데 집중하고 있습니다. 금속 유기 화학 증착(MOCVD)은 여전히 주도적인 성장 기술이지만, 공정 제어 및 반응기 설계의 혁신이 확장성 및 균일성의 한계를 넘어가고 있습니다.
주목할만한 트렌드 중 하나는 웨이퍼 직경의 증가로, 특히 4인치에서 6인치 및 8인치 기판으로의 전환입니다. 이러한 변화는 생산성을 높이고 장치당 비용을 줄여줍니다. 예를 들어, ams OSRAM는 Automotive 및 소비자 전자 제품을 공급하기 위해 8인치 규모의 GaN-on-Si 에피택시얼 웨이퍼 생산을 모색하고 있습니다. 유사하게, Nichia Corporation는 대형 사파이어 기판에서 균일한 GaN 성장을 위해 최적화된 새로운 MOCVD 라인에 투자하고 있으며, LED와 전력 장치 시장을 목표로 하고 있습니다.
물질 품질의 향상은 결함 밀도 감소 및 웨이퍼 균일성 향상으로 명백해집니다. 반사 및 실시간 분광 엘립소메트리를 포함한 고급 인-시투 모니터링 기술은 현재 주요 MOCVD 플랫폼에서 표준입니다. Veeco Instruments 및 AIXTRON SE는 결함을 최소화하고 대규모 반복성을 가능하게 하면서 층의 두께 및 도핑을 정밀하게 제어할 수 있는 반응기 업그레이드를 보고했습니다.
대체 기판의 점유율도 증가하고 있습니다. GaN-on-SiC는 뛰어난 열 전도성으로 인해 고주파수 RF 및 전력 장치에 중추적인 역할을 하며, Wolfspeed (구 Cree)는 SiC 기판 및 GaN 에피택시 능력을 확장하고 있습니다. GaN-on-Si는 저비용 대량 응용을 위해 점차적으로 자리 잡고 있으며, STMicroelectronics는 전력 트랜지스터를 위한 대량 생산 라인에 GaN 에피택시 프로세스를 통합하고 있습니다.
앞으로 몇 년 동안 AI 기반 공정 제어 및 에피택시 반응기의 디지털 트윈 통합이 예상되며, 생산량을 높이고 개발 주기를 가속화하는 데 기여할 것입니다. 장비 제조업체와 장치 제조업체 간의 협력이 강화되어 첨단 GaN 장치의 빠른 프로토타이핑 및 상용화가 가능해질 것입니다. 기술이 성숙함에 따라 에피택시 성장 공정 내에서 전구체 소비 및 에너지 사용을 줄이는 등 지속 가능성에 대한 집중이 점차 증가할 것입니다.
공급망 역학 및 원자재 조달
2025년의 갈륨 나이트라이드(GaN) 에피택시얼 층 제조의 공급망은 원자재 조달 및 웨이퍼 가공의 변화하는 역학으로 특징지어집니다. 핵심 원자재인 고순도 갈륨, 암모니아 및 금속 유기 화학 증착(MOCVD)에 필요한 전초물질들은 전 세계에서 조달되지만, 지역 안전성 및 수직 통합에 대한 강조가 점차 커지고 있습니다. ams OSRAM 및 Coherent Corp.와 같은 주요 웨이퍼 제조업체는 더 높은 성능의 GaN 전자 장치에 필요한 순도를 보장하고 안정적인 공급을 위해 후방 통합에 대한 투자를 강화하고 있습니다.
지정학적 불확실성 및 전략 금속에 대한 수출 통제가 강화되면서 갈륨의 가용성에 대한 우려가 지속되고 있습니다. 2023년 중국의 갈륨 수출 제한 이후, 2025년에는 북미, 일본 및 유럽의 기업들이 대체 정제 경로 및 재활용 프로그램을 설립하고 있습니다. 예를 들어, Furukawa Electric는 산업 스크랩에서 고순도 갈륨 회수 능력을 확장하고 있으며, Umicore는 잠재적인 병목 현상을 해결하기 위해 특수 금속 재활용 전문성을 활용하고 있습니다.
에피택시 분야에서 공급망의 회복력은 MOCVD 공구 생산 및 소모품 공급의 현지화에 의해 더욱 강화되고 있습니다. Veeco Instruments 및 Advanced Ion Beam Technology (AIBT)는 지역 공급망을 지원하는 장비 제조업체의 예로, 중요한 반응기 및 교체 부품의 장거리 수입 의존도를 줄이고 있습니다. 이러한 노력은 Linde와 같은 특수 가스 공급업체의 확장과 함께 진행되며, 주요 GaN 제조 클러스터 근처에 암모니아 및 운반 가스용 새로운 유통 허브를 구축하고 있습니다.
앞으로 GaN 에피택시얼 층 분야는 2025년 및 이후 몇 년 동안 이중 조달 전략, 재활용 및 국내 생산을 우선시할 것입니다. 이는 반도체 공급망 확보를 위한 정부의 추진, 필수 재료의 지역 조달에 대한 유인책 및 새로운 정화 및 재활용 시설 건설이 가속화되고 있습니다. 전망은 단일 지역 의존에서 벗어나고 있으며, GaN 에피택시얼 층 제조를 위한 더 회복력 있고 반응성이 뛰어나며 지속 가능한 공급망을 서서히 형성하고 있습니다.
비용 요인 및 경쟁 가격 동향
2025년 GaN 에피택시얼 층 제조의 비용 역학은 기판 기술의 발전, 웨이퍼 크기 확장, 공정 최적화 및 글로벌 공급자 간의 경쟁 환경에 의해 형성됩니다. GaN 에피택시는 일반적으로 금속 유기 화학 증착(MOCVD)을 통해 수행되며, 전력 전자 및 RF 장치 제조에서 중요한 비용 요소로 남아 있지만, 산업 동향은 가격을 낮추고 생산 능력을 확장하는 압력을 가하고 있습니다.
- 기판 및 웨이퍼 크기 변화: 2인치 및 4인치에서 6인치 및 8인치 GaN-on-Si 또는 GaN-on-SiC 웨이퍼로의 전환이 주요 비용 요인입니다. 더 큰 웨이퍼는 규모의 경제를 가능하게 하여 장치당 에피택시 비용을 줄입니다. IQE plc와 Episil Technologies Inc.와 같은 주요 공급업체는 RF 및 전력 응용을 위해 6인치를 확장하고 8인치 GaN 에피웨이퍼 라인을 시작하여 고객의 낮은 장치당 비용 및 높은 생산량에 대한 수요에 대응하고 있습니다.
- 공정 최적화 및 생산량: MOCVD 반응기의 효율성, 전초물질 활용 및 자동화는 비용 경쟁력에 매우 중요합니다. American Superconductor Corporation 및 Ammono S.A.와 같은 기업은 생산량을 높이고 폐기물을 최소화하기 위해 공정 제어 및 고급 반응기 설계에 투자하고 있으며, 이를 통해 웨이퍼당 비용을 더욱 줄이고 있습니다.
- 원자재 및 공급망 요인: 고순도 전초물질(예: 트리메틸갈륨, 암모니아) 및 기판 물질(Si, SiC, 사파이어)의 비용은 글로벌 공급 수요 동향에 민감합니다. Sumitomo Electric Industries, Ltd. 및 Mitsubishi Electric Corporation는 원자재 비용 및 공급 신뢰성을 안정시키기 위해 수직 통합을 증가시켜 시장 변동성에 대비하고 있습니다.
- 가격 동향 및 경쟁 환경: 아시아, 유럽 및 북미의 생산 능률 증가에 따라 GaN 에피택시얼 웨이퍼에 대한 경쟁 가격이 강화되고 있습니다. 시장 리더들은 웨이퍼 직경, 층 복잡성 및 양 주문에 따라 차등 가격을 제공합니다. 예를 들어, ON Semiconductor 및 Cree, Inc. (현재 Wolfspeed)는 고객 물량 증가에 대응하여 새로운 계약 및 가격 조정을 발표하여 표준 GaN 에피택시 제품에 대한 상품화 흐름으로 이동하고 있음을 알립니다.
2025년 및 그 이후의 전망은 자동차, 데이터 센터 및 5G 분야에서의 수요가 증가함에 따라 지속적인 웨이퍼 크기 확장, 반응기 생산성 향상 및 공급업체-고객 협력 강화로 인해 추가 비용 절감이 예상된다는 것입니다. 이러한 요소는 GaN의 차세대 전력 및 RF 전자를 위한 비용 효율적인 플랫폼으로서의 입지를 더욱 강화할 것으로 보입니다.
규제 및 산업 기준 (IEEE, JEDEC 등)
갈륨 나이트라이드(GaN) 에피택시얼 층 제조를 위한 규제 및 산업 기준 환경은 전력 전자, RF 및 광전자 응용에서 기술이 폭넓게 채택되면서 빠르게 진화하고 있습니다. 2025년에는 GaN이 자동차 및 통신 인프라와 같이 주요 안전 산업에 진입함에 따라 장치 신뢰성, 제조 일관성 및 상호 운용성 보장이 집중됩니다.
IEEE 및 JEDEC와 같은 주요 표준화 기구들은 GaN 기반 재료 및 장치에 대한 포괄적인 가이드라인을 설정하는 데 동참하고 있습니다. IEEE는 GaN을 포함한 넓은 밴드갭 반도체의 테스트 및 신뢰성 평가를 다루는 IEEE 1653.6 문서를 발표하였으며, 새로운 에피택시얼 성장 방법 및 장치 기하학을 반영하기 위해 작업 그룹이 프로토콜을 업데이트하고 있습니다.
2025년 JEDEC는 넓은 밴드갭(WBG) 전력 전자 변환 반도체에 초점을 맞춘 JC-70 위원회의 기준을 선행 개선하고 있습니다. JC-70.2 하위 그룹는 GaN 및 SiC의 신뢰성 및 시험 방법을 구체적으로 다룹니다. 최근 업데이트에는 에피택시얼 웨이퍼 품질, 표면 결함 밀도 및 전기 매개변수 균일성에 대한 추가 지침이 포함되어 있으며, 이러한 매개변수는 GaN 층의 높은 수율 대량 생산에 매우 중요합니다.
국제 기준 기구 외에도 산업 동맹 및 컨소시엄이 미래 방향을 형성하고 있습니다. 예를 들어, Semiconductor Industry Association (SIA) 및 SEMI 재단은 제조업체와 협력하여 에피택시 성장, 계측 및 공급망 추적 가능성에 대한 모범 사례를 개발하고 있습니다. 이러한 노력은 Infineon Technologies 및 NXP Semiconductors와 같은 제조업체들이 GaN 웨이퍼 생산을 확대함에 따라 국제적인 팹 간의 품질 및 테스트 기준을 조화롭게 필요로 하는 것이 특히 중요합니다.
앞으로 몇 년 동안 에피택시 결함 밀도, 웨이퍼 휘어짐 및 오염 제어에 대한 기준의 추가 조화가 예상됩니다. 이는 증가하는 장치 전압 등급 및 200mm GaN-on-silicon 기판으로의 이동에 따른 stricter한 공정 관리 및 표준화된 자격 방법론의 필요 때문입니다. SIA의 EHS 정책 노력이와 같은 다각적인 산업 이니셔티브는 GaN 에피택시 처리에 대한 환경, 건강 및 안전 지침 개발을 추진하고 있습니다.
GaN 에피택시얼 층 제조가 성숙해지면서 규제 기준과 산업 주도의 사양 간의 상호 작용은 2020년대 후반에 신뢰할 수 있고 확장 가능하며 글로벌 경쟁력을 갖춘 제조 생태계를 가능하게 하는 데 중요할 것입니다.
신흥 기회: 자동차, 5G 및 양자 장치
갈륨 나이트라이드(GaN) 에피택시얼 층의 제조는 2025년에 전기차 전자, 5G 통신 및 양자 장치에서의 신흥 기회에 의해 중요한 기술적 및 상업적 발전을 맞이할 준비가 되어 있습니다. 전기차로의 전환 및 고급 운전 보조 시스템(ADAS)의 확산은 고효율 고출력 GaN 장치에 대한 강력한 수요를 창출하고 있습니다. Infineon Technologies AG 및 ROHM Co., Ltd.와 같은 선도적인 제조업체들은 GaN 에피택시 생산능력을 확장하고, 낮은 결함 밀도 및 높은 균일성을 달성하기 위해 금속 유기 화학 증착(MOCVD) 공정을 정교하게 다듬고 있습니다. 이는 자동차 등급의 신뢰성에 필수적입니다.
통신 분야에서는 5G의 세계적 확대가 GaN-on-SiC 및 GaN-on-Si 에피택시얼 웨이퍼의 채택을 가속화하고 있습니다. Wolfspeed, Inc.는 다음 세대 5G 기지국 및 위상 배열 안테나에 맞춘 150 mm 및 200 mm GaN 에피택시얼 웨이퍼의 생산을 늘릴 계획을 발표했습니다. 2025년에는 웨이퍼 직경 확대 및 수율 개선이 초점이 되어 있으며, 여러 산업 플레이어들이 생산량과 재현성을 높이기 위해 고급 인-시투 모니터링 및 자동화 기술에 투자하고 있습니다.
양자 장치 개발은 GaN 에피택시얼 층 혁신의 새로운 경계를 보여줍니다. 연구자들이 우수한 전자 이동도 및 낮은 잡음 특성을 가진 재료를 찾고 있는 가운데, imec는 양자 컴퓨팅 및 정밀 센서 응용을 위해 초고순도 및 저결함 GaN 층 개발을 위해 반도체 공급업체들과 협력하고 있습니다. GaN과 실리콘 및 신흥 기판의 통합은 적극적인 조사를 받고 있으며, 다음 몇 년 내에 프로토타입 양자 하드웨어를 지원하기 위한 파일럿 생산라인이 증가할 것으로 기대됩니다.
앞으로 자동차 전기화, 5G 인프라 확장 및 양자 기술 연구의 융합은 GaN 에피택시얼 제조에 대한 추가 투자로 이어질 것으로 예상됩니다. 반도체 산업 협회와 같은 산업 컨소시엄은 양질의 GaN 에피택시얼 웨이퍼에 대한 접근_SECURE를 위해 공급망 저항력 및 공공-민간 파트너십을 옹호하고 있습니다. 자본 지출이 증가하고 공정 기술이 성숙함에 따라 2025년 이후 기간은 생산 능력의 확대와 성능 지표의 혁신을 목격할 가능성이 높으며, 이는 GaN 에피택시의 역할을 이러한 고성장 분야에서 결정지을 것입니다.
미래 전망: 파괴적 트렌드 및 전략적 권장 사항
갈륨 나이트라이드(GaN) 에피택시얼 층 제조 환경은 2025년 및 그 이후 몇 년 동안 전력 전자, RF 장치 및 차세대 광전자에서의 수요 증가로 인해 변화와 혁신의 성장을 경험할 준비가 되어 있습니다. 주목할 추세는 생산량 증대 및 장치당 단가 절감을 위해 150 mm에서 200 mm 웨이퍼로의 전환입니다. ams OSRAM 및 Ferrotec와 같은 기업들은 이러한 새로운 기술적 요구를 충족하기 위해 금속 유기 화학 증착(MOCVD) 및 수소화물 기상 에피택시(HVPE) 기술을 확장하는 데 투자하고 있습니다.
동시에 원주율 GaN 기판 개발이 증가하고 있으며, 기존의 사파이어 또는 실리콘 카바이드 기초와 비교할 때 결함 밀도를 줄이고 기기 성능을 향상시킬 것으로 기대됩니다. IQE plc 및 Soitec는 엔지니어드 기판 및 준-벌크 성장 공정과 같은 독점 제조 경로에 대비하여 상업화를 수월하게 하기 위해 투자하고 있습니다. 이 발전은 고주파수, 고출력 및 자동차 응용 분야에 대한 새로운 효율성을 잠금 해제할 것으로 예상됩니다.
전략적으로 이해관계자들에게 중요한 권장 사항은 장비 공급업체와의 연구개발(R&D) 동맹을 강화하는 것입니다. 예를 들어, Veeco Instruments Inc.는 두꺼운 GaN 층 및 결함 완화를 위한 MOCVD 반응기 설계를 최적화하기 위해 주요 파운드리와 긴밀히 협력하고 있습니다. 마찬가지로 Akercheminc와 같은 공급업체들은 재료 품질 및 공정 재현성을 개선하기 위해 전초물질 화학을 발전시키고 있습니다.
생태계 측면에서 지속 가능성 및 에너지 효율적인 공정에 대한 추진이 강화되고 있습니다. 제조업체들은 Oxford Instruments와 같은 이니셔티브에서 볼 수 있는 클로즈드 루프 가스 재활용 및 고급 인-시투 모니터링에 투자하고 있습니다. 이는 증가하는 규제 감시 및 더욱 친환경적인 반도체 공급망 필요성 측면에서 점점 더 관련성이 높습니다.
요약하자면 향후 몇 년은 더 큰 웨이퍼로의 확장, 원주율 기판 기술의 발전, 공급망 전반에 걸친 전략적 협력 및 지속 가능성에 대한 더욱 강한 집중으로 정의될 것입니다. 혁신 및 전략적 파트너십에 투자함으로써 이러한 파괴적 트렌드에 미리 대비하는 이해관계자들이 GaN 에피택시얼 층 시장의 확장을 최대한 활용할 수 있을 것입니다.
출처 및 참고자료
- ams OSRAM
- STMicroelectronics
- Infineon Technologies
- EpiGaN
- Soitec
- pSemi
- Samsung Electronics
- Nitride Semiconductors Co., Ltd.
- ROHM Co., Ltd.
- Wolfspeed, Inc.
- OSRAM
- IQE plc
- Nichia Corporation
- Veeco Instruments
- AIXTRON SE
- Furukawa Electric
- Umicore
- Linde
- American Superconductor Corporation
- Sumitomo Electric Industries, Ltd.
- Mitsubishi Electric Corporation
- IEEE
- JEDEC
- Semiconductor Industry Association (SIA)
- NXP Semiconductors
- Wolfspeed, Inc.
- imec
- Ferrotec
- Oxford Instruments
