전력반도체, 'AI 개발↑ VS 전기차 수요↓'

전력반도체가 전기차 수요 부진이라는 어려움과 함께 인공지능(AI) 개발 붐으로 인한 수요 증가라는 새로운 기회를 함께 맞이하고 있다. 상반된 흐름 속에서 기업들은 시장 다각화와 기술 혁신을 통해 돌파구를 찾고 있다.

31일 <메트로경제> 취재에 따르면 전력 반도체 시장의 최대 수요처인 전기차가 전세계적으로 수요가 둔화하면서 기업들이 새로운 미래 먹거리로 떠오른 AI에 관심을 보이고 있다.

전력 반도체는 전력 관리 및 변환을 제어해 전력 효율성에 직접적인 영향을 주는 반도체 소자다. 시장조사기관 야노경제연구소에 따르면 2022년 전 세계 전력반도체 시장은 239억 달러(약 32조2230억원)에서 2030년 370억 달러(약 48조원)로 성장할 전망이다.

전력반도체 기업들은 최근 가장 큰 수요처인 전기차가 전세계적으로 맞닥뜨린 수요 둔화로 어려움을 겪고 있다. 조사 기관에 따라 다르지만 전력 반도체 수요처로써 전기차 시장은 최소 30%에서 최대 75% 이상 비중을 차지하는 것으로 알려진다.

전력반도체는 전기차에서 주요 구성요소로써 배터리에서 모터로의 전력 전달을 효율적으로 관리해 전력 변환 과정에서의 손실을 최소화 함으로써 전기차의 성능을 향상시킨다. 성능 외에도 충전 인프라와 전기차 생산 과정에서의 비용까지 모두 전력 반도체가 핵심적인 역할을 하고 있다. 문제는 전기차 시장은 올 상반기 초기 시장에서 대중 시장으로 넘어가는 도중 겪는 어려움인 '캐즘(Chasm)'을 맞닥뜨렸단 점이다. 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 올해 전 세계 전기차 예상 판매량은 1641만2000대로 16.6%의 성장률을 기록할 전망이다. 이는 작년 성장률(33.5%)보다 16.9%포인트(P) 감소한 수치다.

최대 수요처의 시장 성장 둔화라는 위기를 맞이한 가운데 AI라는 기회도 등장했다. 전세계 산업계를 강타한 AI 붐은 매년 전세계 전력 소모량을 폭발적으로 증가시키고 있다.

OpenAI의 GPT-3 등 대규모언어모델(LLM)의 단일 훈련 작업에 사요외는 전기량은 약 1300MWh에 달하는 데, 미국 약 130가구의 연간 소비량에 맞먹는다. 심지어 AI 모델 훈련에 필요한 전력 에너지는 2012년 이후 3.4개월 마다 2배 이상씩 증가하고 있어 2030년 전세계 데이터 센터가 연간 사용하는 전력 소모량은 전체 전력 소모량의 7% 이상에 달할 전망이다. 인도의 연간 전력 소모량과 맞먹는다. 이 탓에 전력반도체는 AI 시대 새로운 핵심 반도체 중 하나로 떠오르고 있다. 데이터센터부터 온디바이스 AI로 재편 중인 개인 모바일 기기들까지 강력한 AI 연산이 필요한 거의 모든 영역이 전력 반도체의 새로운 수요처가 된다는 설명이다.

온세미는 지난 6월 'T10 파워트렌치' 제품군과 '엘리트 실리콘카바이드(EliteSiC) 650V 모스펫(MOSFET)'을 공개했다. EliteSiC 650V MOSFET은 데이터센터와 에너지 저장 시스템에서 더 높은 효율이 가능하도록 지원하고, 시스템 비용을 전반적으로 줄여준다. T10 파워트렌치 MOSFET 제품군은 DC-DC 전력 변환 단계에 필수적인 고전류를 처리해준다. 자동차 애플리케이션에 필요한 표준도 충족한다. 데이터센터에 T10 파워트렌치 MOSFET 제품군과 EliteSiC 650V MOSFET 솔루션을 도입하면 전력 효율을 높일 수 있다. 해당 솔루션을 세계 데이터센터에 도입할 시 에너지 소비를 연간 10TWh 줄일 수 있다. 이는 연간 약 100만가구에 전력을 공급할 수 있는 양이다.

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