탄화규소가 EV 성능을 다음 단계로 끌어올리는 이유

Jun 08, 2023

포르쉐 타이칸은 테슬라 모델 3에 이어 탄화규소 기반 인버터와 800V 전기 시스템을 사용한 최초의 EV 중 하나였습니다.

1891년 합성 다이아몬드를 만들려는 발명가가 우연히 발견한 고대 물질인 탄화규소는 전기 자동차에 매우 중요해지고 있으며, 세계 최대 공급업체는 자동차 제조업체의 예상되는 EV 인버터 주문을 충족할 수 있도록 수십억 달러를 투자하고 있습니다. .

다이아몬드 다음으로 세계에서 가장 단단한 재료 중 하나인 탄화규소(SiC)로 만든 칩은 배터리의 DC 전류와 전기 모터에 사용되는 AC 전류 사이의 중요한 연결 고리인 차세대 인버터의 핵심입니다.

인버터용 실리콘 카바이드 칩은 실리콘 기반 칩에 비해 많은 이점을 제공합니다.

BorgWarner CEO Frederic Lissalde는 Automotive News Europe과의 인터뷰에서 “실리콘에 비해 탄화규소를 사용하면 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.”라고 말했습니다. BorgWarner는 공급업체가 연간 최대 6억 5천만 달러 상당의 탄화규소 칩을 구매할 수 있도록 허용하는 계약을 통해 미국 회사인 Wolfspeed에 5억 달러를 투자했습니다.

S&P Global Mobility의 Claudio Vittori는 인터뷰에서 "기술의 모든 장점으로 인해 실리콘 카바이드 기반 장치에 대한 시장 수요는 앞으로 몇 년 동안 엄청난 속도로 가속화될 것"이라고 말했습니다. 그는 “수요 공급 측면에서 우려되는 부분”이라고 덧붙였다.

S&P의 수치에 따르면, 실리콘 카바이드 기반 인버터는 2034년까지 연간 32%의 속도로 성장하면서 지배적인 위치를 차지하게 될 것입니다. Vittori는 800볼트 전기 시스템을 갖춘 프리미엄 및 럭셔리 자동차에 먼저 등장한 다음 저전압 시스템을 갖춘 주류 모델로 점차 확대할 것이라고 말했습니다.

인버터 외에도 SiC 칩은 온보드 충전기 및 DC-DC 컨버터에도 사용될 것이라고 그는 덧붙였습니다.

독일 자를란트 지역에 건설 예정인 ZF-Wolfspeed 실리콘 카바이드 칩 공장의 렌더링.

ZF는 BorgWarner보다 더 나아가 독일 자를란트 지역에 R&D 센터를 두고 200mm 실리콘 카바이드 웨이퍼를 생산할 30억 달러 규모의 "웨이퍼 팹"에서 Wolfspeed와 파트너가 되었습니다.

Wolfspeed의 CEO인 Gregg Lowe는 지난 4월 ZF 및 독일 관계자들과 함께 공장 발표에서 "탄화규소는 우리 시대의 가장 큰 문제인 에너지 절약과 기후 변화에 대한 해답입니다"라고 말했습니다. “탄화규소로 만든 반도체를 사용하면 전기자동차가 더 멀리 가고 더 빠르게 충전할 수 있어 가솔린 자동차에서 완전 전기 자동차로의 전환을 가속화하는 데 도움이 됩니다.”

Lowe는 지난 12월 Financial Times에 SiC 전력 반도체 시장이 2030년까지 연간 14%씩 성장할 수 있다고 말했습니다. “우리 모두는 수요를 따라잡기 위해 최대한 빨리 달려갈 것입니다.”라고 그는 말했습니다.

ZF는 또한 STMicroelectronics와 2025년부터 인버터용 탄화규소 칩 계약을 체결했으며, 지난 4월 두 자릿수 수백만 건의 주문량을 기록했다고 두 회사가 밝혔습니다.

ZF의 전기 파워트레인 엔지니어링 책임자인 Otmar Scharrer는 Automotive News Europe과의 인터뷰에서 "탄화규소의 도움으로 시스템을 5% 최적화할 수 있으며 이는 전기 이동성에 있어 상당한 의미가 있습니다."라고 말했습니다.

인피니언과 스텔란티스는 지난 9월 10억 유로가 넘는 거래에서 독일 칩 제조업체가 2010년 하반기에 자동차 제조업체 자체 공급업체를 위해 SiC 생산을 예약하기로 하는 양해각서(MOU)를 체결했습니다.

최근 중요한 거래 중 로버트 보쉬(Robert Bosch)는 지난 4월 캘리포니아 소재 실리콘 카바이드 칩 제조업체인 TSI를 인수했으며, 2026년까지 EV용 SiC 칩을 생산하기 위해 TSI 공장 업그레이드에 15억 달러를 투자할 것이라고 밝혔습니다.

비테스코(Vitesco)는 6월 19일 롬(Rohm)과 2030년까지 인버터용 실리콘 카바이드 칩에 대해 10억 달러 이상의 공급 파트너십을 체결했으며 "두 명의 중요한 고객"을 위해 2024년에 시리즈 생산을 시작할 예정이라고 밝혔다.