실리콘 카바이드(SiC) 기술은 전기 버스 시장에 진입하는 중이다. 리서치 앤 마켓 발표 보고서에 따르면 2019년 전 세계 전기 버스 시장 규모는 약 13만6000대에 달하며 그중 99%가 중국에서 판매됐다. 향후 SiC전기 버스 시장은 앞으로 6년 동안 연평균 성장률(CAGR) 27.2%로 성장할 것으로 예상되고 있다.

실리콘(Si) 기반 반도체와 비교해 SiC반도체는 전력 밀도가 더 높기 때문에 스위칭 손실을 분명하게 낮추고 스위칭 주파수를 높일 수 있다. 이는 에너지 전환 효율이 99% 이상에 달할 수 있음을 의미하므로 에너지 손실을 대폭 줄이고 동시에 이산화탄소 배출량 감소 측면에서도 중요한 역할을 할 수 있다. 전기 버스 등 전기 자동차로 보자면 항속 거리가 5%~10% 증가해 주행 성능이 동일한 상황이라면 고가의 배터리에 대한 수요도 상대적으로 감소한다고 할 수 있다. 탑재형 및 비탑재형 고속 충전기 시스템에서도 SiC의 효율과 열성능은 실리콘보다 더 이상적일 수 있다.

SiC기술의 선두주자 '크리 | 울프스피드(Cree | Wolfspeed)'의 전력제품 마케팅 및 애플리케이션 수석 이사 Guy Moxey는 “전 세계적으로 순수 전기 자동차(BEV)는 2025년 자동차 생산량의 7%를 차지할 것으로 예상된다. 실제로 골드만 삭스는 BEV의 70%가 SiC 기반 인버터를 사용할 것으로 예상하고 있으며 이 예상은 가능성이 매우 높다. SiC기술에 대한 수요가 점점 증가함에 따라 90억달러에 달하는 '크리 | 울프스피드'의 공급선 중 45%는 자동차 분야에서 창출될 것”이라고 언급했다.

자동차 산업과 적극적 협업

'크리 | 울프스피드'는 2019년 말 ABB와 협력해 자동차 및 산업 분야에서 고속열차를 포함해 새로운 시장에 SiC를 도입한 높은 에너지 효율의 SiC반도체 개발을 지원했다. '크리 | 울프스피드'는 중국 위통 그룹과 협력해 앞으로 고효율의 신형 전기 버스 파워트레인 시스템에 '크리 | 울프스피드'1200V SiC장치 기반의 Starpower 파워 모듈을 사용할 것이라고 발표했다. 위통 그룹은 최초로 SiC기술을 통합한 전기 버스 제조업체가 될 것이며 이 버스는 2021년 출시 예정이다.

또한 당사는 전기 자동차 분야에서 델파이, ZF프리드리히스하펜(ZF), ABB 및 폭스바겐을 포함해 다수의 회사와 장기적 협력 관계를 구축하고 있다. 전반적으로 전 세계 자동차 산업은 Si에서 SiC로 전환하고 있다. 당사와 거래한 자동차 업체 중 약 90%가 자동차에 SiC 기반 인버터 적용을 위해 노력하고 있다. 따라서 향후 몇 년 이내에 SiC 기술을 사용한 자동차 출시가 점점 더 많아질 것이다.

SiC기술, 차량과 전력망 간 연결 기술 지원

전기 자동차 수량의 세계적 증가 추세에 따라 전력망 용량 및 유연성에 대한 요구사항도 이에 부응해 증가하고 있다. 차량 전력망 부하 분산에 사용되고, 대형 운송업체(예: 전기 버스 차량)에 중요한 재정적 기회를 제공할 수 있도록 새로운 탑재형 충전기(OBC)에 양방향 전력 흐름 설계가 많이 사용된다. SiC는 더 큰 전력 밀도와 더 효율적인 방식으로 양방향 전력 흐름을 관리할 수 있기 때문에, 차량과 전력망 간 연결(Bus to Grid, B2G)솔루션을 더욱 촉진시키는 데 매우 적합하다. '크리 | 울프스피드'는 향후 몇 년간 이 분야가 계속해서 주목받을 것으로 예측하고 있다.

출처 : Wolfspeed