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미래 먹거리 전력 반도체 - 박웅희 전남연구원 선임연구위원
2023년 11월 29일(수) 00:00
반도체는 ‘산업의 쌀’로 불릴 만큼 그동안 우리 경제를 이끈 동력이었다. 탄소중립과 에너지 전환이라는 큰 흐름 속에서 새로운 반도체가 요구되고 있다. 전력반도체는 전자기기에 들어오는 전력을 시스템에 맞게 배분, 제어와 변환을 통해 전력 사용량을 줄여주는 기능을 수행하며 일명 파워반도체로 불린다. 메모리반도체가 인간의 뇌와 같은 기억장치라고 한다면 전력반도체는 인간을 움직이게 하는 근육과 비교될 만큼 쓰임새가 확대되고 있다.

이에 전력반도체 시장은 고전압, 저저항, 고주파 및 고온에 작동할 수 있는 기존 전력반도체 소자를 뛰어넘는 차세대 전력반도체의 등장을 바라고 있다. 그러나 3.3㎸ 이상의 고전력 반도체는 주요 국가들이 무기 사용 우려를 이유로 수출 제한 품목으로 지정하고 엄격하게 관리하고 있어 수입하기도 어려운 실정이다.

정부는 전력반도체가 디지털 전환과 에너지 전환의 핵심 부품이며 초격차 기술 확보가 미래 국가 경쟁력과 직결됨을 발표하고 시스템반도체 비전 선포식을 통해 전력반도체 국산화 지원 의지를 강조했다. 하지만 아직 우리나라 전력반도체 관련 제조 및 연구개발 인프라는 경기·부산 등에 미미하게 존재하며 그나마 저전력반도체 위주로 추진되고 있다. 2017년부터 ‘파워반도체 상용화사업’을 통해 부산에 대략 830억여 원을 지원하고 있지만 전체 시장 규모와 성장세에 비해 미약한 수준이다. 또한 고전력·대전력반도체에 대한 지원은 아직 고려되지 않고 있다.

따라서 풍부한 재생에너지 발전단지와 송·배전 인프라를 보유하고 있는 전남이 연관 산업으로서 국가적으로 필요한 전력반도체 산업 육성에 관심을 기울이는 노력은 어쩌면 당연할 것이다. 에너지를 만들고, 만들어진 에너지를 효과적으로 보존 전송하고, 이를 낭비 없이 사용하기 위해서 전력반도체 기술은 필수 품목이 되었다. 전남에서 태양광과 풍력으로 만들어진 재생에너지 발생 전력을 가정과 기업에 공급하기 위해서는 전력반도체를 통해 효율적인 전력 전환이 중요하기 때문이다.

그러므로 수입 의존형의 전력반도체 생태계를 국내에서 핵심 소재, 부품, 소자 등 자립형 산업 기반을 구축하려는 정부의 정책적 의지를 반영해 지금부터 전력반도체 육성을 위한 전남만의 전략 방향을 준비할 시점이다. 국가 로드맵과 연계하고 전남의 차별화된 잠재력을 활용한 전남 전력반도체 산업 육성을 위한 정부 설득 논리를 발굴하는 노력이 중요하다.

먼저 전남의 전력반도체 산업 생태계 조성을 위해 중장기 발전계획을 구상해야 할 것이다. 단기적으로 전력반도체 연구개발·실증 인프라 구축, 미국 MIT 등과 국제협력 및 정보 네트워크 구축, 부산·경기·광주와 초광역 협력사업 발굴 등에 주목할 필요가 있겠다. 중장기적으로 전력반도체 전문기업 투자 유치, 소재부품 소규모 기업집적단지 조성 등을 통해 전력반도체 연구·개발 클러스터로 확장할 수 있겠다.

나주시가 지난 2월 전력반도체 육성 조례를 전국 최초로 제정하고 전남형 반도체산업 육성을 목표로 전력반도체 산업 생태계 조성을 선언한 것은 매우 의미 있는 행보다. 특히 산·학·연 전문가들로 구성한 ‘나주시 전력반도체산업 육성위원회’ 운영은 차별화된 선제적 전략이다.

다음으로 예산 확보를 위해 정부 공모사업을 지속적으로 모니터링하고 국가·공공기관이 운영하는 반도체·에너지·전력·정보통신 관련 기금사업 참여를 검토해야 할 것이다.

예를 들어 전남이 국가사업으로 추진 중인 우주발사체·도심항공교통(UAM)·드론 등 고흥 우주항공산업, 초강력 레이저 연구시설, 첨단 의료복합단지, 광양만권 이차전지산업 집적화 등 대형 국가 연구 인프라 구축 사업 등과 연계한 전력반도체 소재·소자·모듈 간 연계 구상도 함께 준비됐으면 한다. 또한 한국에너지공대와 한전에너지신기술연구소 연구 역량을 활용한 전력반도체 국가 실증·연구 인프라를 확충하는 방안도 깊이 고려돼야 한다.

이처럼 시장 확장성이 충분한 전력반도체산업 육성을 통해 전남이 송배전망 및 스마트그리드, 전기자 및 충전인프라, 에너지저장장치 및 통합서비스 등 에너지 분야에서 소재·부품·장비·공정·소자·평가기술 가치사슬별 새로운 사업모델이 창출되는 선도 지역이 되길 기대해 보자.