이 기사는 2024년 06월 17일 14:08 thebell 에 표출된 기사입니다.

"그동안 우리나라는 갈륨나이트라이드(GaN) 반도체 해외에 전량 의존했기 때문에 이를 국산화해보자는 취지에서 창업하게 됐다. 초기 시장 형성 단계인 만큼 선점할 필요가 있다고 판단했다."

14일 경기 안양 칩스케이 사무실에서 만난 곽철호 최고경영자(CEO)와 차호영 최고기술책임자(CTO)는 이같이 말했다. 두 사람은 공동 창업자로 화합물 반도체 전문가다.

화합물 반도체는 기존 반도체 원소재인 실리콘이 아니라 두 종류 이상 화학 원자가 결합해 만들어진 물질을 기반으로 한다. GaN과 실리콘카바이드(SiC) 등이 대표적인 화합물 반도체 소자로 꼽힌다.

◇창립 7년 만에 GaN 전력반도체 시장 진입

칩스케이는 2017년 설립된 GaN 반도체 설계(팹리스) 기업이다. GaN은 실리콘 대비 고속, 고출력, 고효율 등 특성을 갖추고 있어 전력반도체에 적합하다는 평가를 받는다. 경쟁 상대로 여겨지는 SiC 대비해서는 가격경쟁력이 우위다.

창업 당시 5세대(5G) 이동통신으로 전환하고 있어 해당 분야에 초점을 맞췄다. 대부분 외산이던 5G용 무선주파수(RF) 칩이 타깃이었다.

다만 화합물 반도체의 경우 개발에 적지 않은 비용이 들어간다. 곽 CEO는 "초기에 자금 조달이 어려웠는데 신용보증기금의 투자로 숨통이 트였다"며 "이후 DS자산운용, 미래에셋벤처투자 등으로부터 투자를 유치하면서 총 105억원을 확보했다"고 설명했다.

문제는 5G 시장이 예상보다 빠르게 크지 않은 점이다. 여전히 RF가 매출에서 가장 큰 비중을 차지하고 있으나 성장 속도가 더딘 편이다. 추후 6G 등 차세대 시장에서의 '퀀텀점프'를 노릴 방침이다.

새 먹거리로 내세운 것이 GaN 기반 전력반도체다. 올 5월 칩스케이는 650볼트(V)급 8암페어(A) 및 15A 고전압 GaN 전력반도체를 국내 최초로 개발했다. 하반기부터 이미지스에 납품 예정이다. 이미지스가 생산하는 고속 충전기에 탑재된다.

해당 제품은 아시아권 반도체 위탁생산(파운드리) 협력사가 제조한다. 곽 CEO는 "아직 국내에서는 GaN 파운드리를 할 곳이 없다. 삼성전자와 DB하이텍 등이 준비 중이나 양산 라인을 갖추려면 최소 1년~1년 반 이상 걸리는 상황"이라고 설명했다. 이외에도 독일, 미국 파운드리 기업과도 협업 중이다.

GaN 전력반도체가 제대로 사용되는 시장은 아직 고속충전기 정도다. 향후 가전, 데이터센터, 전기차, 태양광 등으로 확산될 것으로 관측된다. 칩스케이는 데이터센터용 100V급 제품과 전기차 온보드충전기용 650V 이상 제품을 각각 2025년, 2027년 출시 목표로 개발 중이다.

더불어 구동회로가 패키지에 일체화로 투입된 시스템인패키지(SiP)와 구동회로까지 GaN으로 구현한 시스템온칩(SoC) 형태 제품도 상용화 추진 중이다. GaN 기반 SiP는 2025년, SoC는 2026년 선보일 계획이다.


◇2025년 턴어라운드·2026년 IPO 목표

시장조사기관 욜 디벨롭먼트에 따르면 GaN 전력반도체 시장은 2027년까지 20억달러(약 2조7600억원) 규모로 커질 전망이다. 2021년부터 연간 60%가량 성장하는 수준이다.

GaN의 경우 매년 성장 전망 기울기가 가팔라지는 추세다. 높은 원가로 다소 주춤하는 SiC과 대비된다. 실제로 전기차 1위 테슬라는 SiC 전력반도체를 도입했다가 배제한 것으로 전해진다.

차 CTO는 "GaN과 SiC는 영역이 구분될 것이다. 1000V 이상은 SiC로 가고 GaN은 600V 전후를 차지할 것"이라면서 "900V 근처가 겹치는 구간인데 가격 측면에서 차이가 커 GaN 쪽이 더 우세할 것으로 본다"고 이야기했다.

주요 플레이어로는 인피니언, 파워인티그레이션, 나비타스 등이 있다. 모두 해외 기업이다. 칩스케이는 고속충전기를 시작으로 가전, 데이터센터, 전기차 등으로 영역을 넓혀 이들 업체와 경쟁하겠다는 심산이다.

칩스케이는 이전까지 영업손실을 내왔지만 GaN 전력반도체 매출이 발생하는 2024년에는 손익분기점(BEP)을 달성할 것으로 추정한다. 2025년에는 매출이 전년 대비 2배 가까이 뛰면서 영업이익도 대폭 늘어날 것으로 보고 있다.

2026년경에는 GaN 전력반도체 매출 비중이 70%에 달할 전망이다. 이에 따라 칩스케이는 이르면 2026년 말 타깃으로 기술특례상장을 준비할 예정이다.

곽 CEO는 "(칩스케이의 기술력이) 대한민국 대표 GaN 소자 기술이라는 자부심이 있다. 이를 바탕으로 GaN 소자 국산화를 우리 손으로 반드시 만들어 가자는 마음으로 기술개발에 임할 것"이라고 강조했다.