반도체 산업은 에너지 효율을 높이기 위해 빠르게 발전하고 있으며, 전력 반도체는 기존 실리콘에서 질화갈륨(GaN)과 같은 차세대 와이드 밴드갭 소재로 전환되고 있습니다. 질화갈륨 기반 소자는 낮은 온저항, 높은 항복 전계, 우수한 전자 이동도로 특징지어지며, 실리콘에 비해 고속 동작과 훨씬 낮은 전력 손실을 가능하게 합니다. 이러한 효율 향상은 매우 큽니다. 기존 실리콘 소자를 질화갈륨으로 대체하면 데이터센터, 기지국, 전기차와 같은 까다로운 응용 분야에서 전력 소비를 약 10퍼센트 줄일 수 있습니다. 그러나 고성능 질화갈륨 소자의 대량 생산은 역사적으로 직경이 크고 품질이 높은 벌크 질화갈륨 기판을 제조하는 어려움과 높은 비용에 발목이 잡혀 왔으며, 이러한 기판은 일반적으로 매우 낮은 전위 밀도(예: 제곱센티미터당 1000개 미만)를 보입니다. 최근에는 NEDO와 같은 기관과의 협력을 통해 지원된 기술적 돌파구가 이 난제를 해결하고 있습니다. 혁신의 핵심은 소듐 플럭스법과 같은 첨단 결정 성장 방법으로, 대구경 질화갈륨 단결정 기판(예: 100밀리미터에서 시작해 150밀리미터로 확대)을 생산하는 데 있습니다. 이러한 기반 위에서 가압 원자층 성장과 같은 매우 독창적인 에피택셜 성장 기술이 적용되어, 기판 위에서 뛰어난 평탄도, 조성 균일성, 정밀한 도핑 제어를 보장합니다. 이처럼 크고 고품질인 기판과 특수한 에피택셜 성장을 결합하는 것은 저손실, 고전력 질화갈륨 전자 소자를 구현하는 데 있어 핵심 요소이며, 제조 비용은 기존 방식 대비 10분의 1로 줄일 수 있을 것으로 전망됩니다. 이러한 비용 효율적이고 고효율인 질화갈륨 전력 반도체의 상용화와 대량 보급은 전 세계 에너지 절감 목표를 달성하고 저탄소 사회로의 전환을 가속화하는 데 필수적입니다.
