차량용 반도체 시장 100조원 시대…소부장 기업 “기술력으로 승부”

[스마트에프엔=신종모 기자] 고성능 반도체가 다수 탑재되는 전기차, 자율주행차 등이 크게 인기를 끌면서 차량용 반도체 시장이 오는 2025년 약 100조원에 이를 것으로 전망된다. 

16일 글로벌 시장조사기관 옴디아에 따르면 올해 차량용 반도체 시장 성장률은 17.8%로 전망된다. 옴디아는 오는 2023년 11.3%, 2024년 13.4%, 2025년 12.9% 등으로 두 자릿수 성장률을 유지할 것으로 내다봤다.

차량용 반도체는 반도체의 성능과 안정성이 탑승자의 안전과 직결되기 때문에 제조와 품질 관리가 까다로울 뿐 아니라 일반 산업용 반도체에 비해 요구되는 수준이 높다. 실제로 자율주행차의 경우 일반 내연기관차 대비 필요한 반도체 수가 약 10배 많은 것으로 알려졌다. 

앞서 정부는 지난 9월 차량용 반도체 시장의 경쟁력을 키우고 기술 자립 기반을 조성하기 위해 ‘차량용 반도체 성능평가 인증 지원사업’에 3년간 250억원을 투입하기 위한 정책을 추진 중이다. 

이에 국내 크고 작은 소부장(소재·부품·장비) 기업들도 반도체 제조, 설계, 신뢰성 평가 등의 여러 전문 영역에서 기술력 고도화와 경쟁력을 강화하고 있다. 

LX그룹 반도체 팹리스 계열사 LX세미콘은 올해 텔레칩스 지분을 매입해 2대 주주로 올라섰다. LX세미콘이 텔레칩스 지분을 인수하면서 시스템 온 칩(SoC)과 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU) 사업 등을 강화할 것으로 기대된다. 

반도체 검증을 위한 신뢰성 시험과 종합분석 서비스를 제공하는 전문기업인 큐알티는 차량용 반도체 시장에서도 두각을 나타내고 있다. 

앞서 큐알티는 지난 2009년 국내 최초로 차량용 반도체 신뢰성 표준 ‘AEC-Q100’의 국가공인시험기관으로 지정된 이후 국내외에서 차량용 반도체 평가 서비스를 진행하고 있다. 

AEC-Q100은 차량용 반도체 신뢰성의 표준 규격으로 이를 인정을 받기 위해서는 가속 스트레스 시험, 가속 수명 시험(HTOL), 전기적 특성 시험 등 각 테스트 군에 따른 20여 개의 평가 항목을 통과해야 한다.

차량용 반도체는 일반 산업용 반도체와 비교했을 때 필수적으로 통과해야 하는 테스트 항목이 많다. 큐알티의 경우 가속화된 스트레스 환경 평가에 적합한 모든 장비 인프라를 보유하고 있어 정밀하면서도 체계적인 평가가 가능하다. 이에 따라 차량용 반도체 제품 개발부터 양산까지 걸리는 시간(TAT)이 대폭 단축돼 생산 효율성도 크게 개선됐다.

큐알티 관계자는 “최근 중국 우시에서 AEC-Q100 서비스를 신규 실시하며 중국 전역으로의 사업 확대한다”며 “향후 기술력 고도화에 힘쓰며 글로벌 시장 경쟁력을 확보해 나갈 계획”이라고 말했다. 

전력모듈과 전력반도체를 아우르는 전장용 반도체 기업인 아이에이는 전력반도체 자회사 ‘트리노테크놀로지’, 전력반도체 모듈 자회사 ‘아이에이 파워트론’ 등을 통해 차량용 반도체 솔루션 사업을 확장하고 있다. 전 세계 10위권의 전력용 반도체(IGBT) 점유율을 확보하고 있다.

주력 상품은 ‘자동차의 중앙처리장치(CPU)’ 역할을 하는 IGBT다. IGBT는 전기자동차에서 전력 손실을 줄이는 전력반도체의 일종으로 전력을 장치에 맞게 변환·분배·제어 및 관리하는 핵심 반도체소자로다. 전기자동차의 주행 성능과 전력 효율을 결정짓는다.

아이에이는 국내 중소기업 중에서 유일하게 자동차용 전력모듈을 양산·공급하고 있다. 자회사인 아이에이파워트론은 자동차 전자제어식 파워 스티어링(EPS)용 전력모듈을 누적 900만대 이상 양산했다. 

현재 아이에이는 실리콘 카바이드(SIC) 기반 전력반도체 소자 국산화 양산을 목표로 하고 있다. 

차량용 반도체 설계 전문기업인 텔레칩스는 차량용 인포테인먼트 애플리케이션 프로세서(AP) 설계 사업을 주력으로 하고 있다. 

발신자 번호 표시 서비스, MP3 칩셋 부터 차량용 인포테인먼트, 오디오·비디오·내비게이션(AVN)을 지원하는 차량용 AP, 방송용 셋톱박스 칩에 대한 시스템 반도체 설계 기술력 등을 보유하고 있다. 텔레칩스가 국책과제로 개발 중인 첨단운전자지원시스템(ADAS)용 인공지능(AI) 반도체는 레이더와 카메라 기술을 결합한 결과물이다.

텔레칩스는 글로벌 자동차 부품 시장 환경 변화에 맞춰 차량용 반도체 공급을 확대하고 있다. 돌핀플러스, 돌핀3 등 차량용 반도체에서 다양한 기능을 수행할 수 있는 기술을 확보해 글로벌 완성차 시장 공략을 강화하고 있다.

이외에도 반도체 칩을 올려 부착하는 금속기판인 리드프레임을 생산기업 해성디에스와 자율주행을 위한 영상인식 반도체 기술을 보유한 넥스트칩도 대규모 신규 투자 및 BMIC 국산화에 나서고 있다. 

신종모 기자 jmshin@smartfn.co.kr