테슬라, 전력반도체 ‘IGBT’ 채택…전기차 새기준 되나

[테크월드뉴스=김창수 기자] 테슬라가 전기차에 전력반도체 실리콘 카바이드(SiC) 사용량을 대폭 줄이고 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT)로 대체할 예정이다. 원통형 배터리에 이어 전력반도체 기준을 제시할지 주목되고 있다.

해외 전자 전문 매체 ‘디지타임스’는 28일(현지시각) 테슬라가 SiC 사용을 최대 75% 감축하기로 하면서 더 많은 IGBT 수요 증가가 예상된다고 보도했다. 

디지타임즈에 따르면 테슬라가 향후 전기차 생산에 IGBT를 채택하면서 다른 글로벌 완성차업체에도 영향을 미칠 전망이다. 수요증가에 IGBT 글로벌 공급난 심화도 예상된다. 현재도 IGBT 생산에 50주가 소요되는 까닭이다.

SiC는 고온, 고전압 등 극한 환경에서 안정성과 전력 효율이 높고 충전 속도가 빠르다. 인버터 고효율화를 통해 인버터 크기도 줄일 수 있다. 다만 가격이 비싼 단점이 있다. 

반면 IGBT는 게이트에 전류를 흘려서 켜고 끄는(스위칭) 대신 전계(Field Effect)를 가해 제어한다. 낮은 포화 전압이 특징이지만 스위칭 속도는 SiC에 비해 떨어진다.

업계에서는 테슬라가 생산 비용을 줄이기 위해 성능이 뛰어난 SiC의 IGBT를 대폭 교체할 것으로 전망했다. 글로벌 전기차 1위 테슬라의 움직임에 후발주자도 뒤를 잇는다는 분석도 나온다.

테슬라가 드라이브를 걸고 있는 원통형 배터리 채택에서도 비슷한 구도가 드러난다. 테슬라는 전기차 개발 초기부터 원통형 배터리를 고집했고 지난해에는 자체 배터리 생산에도 성공했다.

테슬라는 지난 2020년 “기존 원통형 배터리보다 에너지 밀도를 5배 높이면서도 파우치나 각형과 비교해 낮은 비용에 대량 생산이 가능하다”며 처음으로 원통형 배터리 제원을 제시했다. 지난해 12월 원통형 ‘4680배터리’ 양산에 성공해 업계 이목을 사로잡았다.

원통형 배터리는 과거 휴대폰, 노트북 등에 주로 사용됐다. 2010년대 중반까지 각형, 파우치형 배터리에 밀렸으나 테슬라 모델S·모델3·모델Y 등에 적용하면서 사용량이 크게 늘었다. BMW, 제네럴모터스(GM), 스텔란티스 등 기존 완성차 업체도 원통형 도입을 사실상 확정했다.

원통형 배터리는 치수가 표준화돼 대량 생산이 가능하고 안정적 수급에 유리하다. 공정 난도도 쉬운 데다 각형, 파우치형에 비해 원가가 낮아 가격 경쟁력도 높다. 

업계 관계자는 아울러 “리튬인산철 소재(LFP) 배터리 양극재 적용, 리비안과 같은 후발 스타트업 창립 등 테슬라는 본의 아니게 기준 아닌 기준이 됐다”며 “테슬라가 IGBT를 대거 채택하면 후발 전기차 업체들도 따라갈 것”이라고 말했다.

이어 “전기차 시장에서 테슬라 영향력을 생각하면 이는 자연스러운 것”이라고 설명했다.