갈륨 반도체가 왜 요즘 뜨는지 궁금하다면 이 글!

최근 반도체 시장에서는 소재 변화가 실제 기술 전환 속도보다 빠르게 논의되고 있다. 그 중심에 갈륨이라는 금속이 있다. 갈륨은 예전에도 연구 소재로 다뤄지긴 했지만, 지금처럼 주목받은 적은 거의 없다. 이유는 간단하다. 여러 산업에서 고주파·고전력 환경이 일반화되면서 기존 실리콘 기반 소자가 처리하기 어려운 영역이 늘어났기 때문이다. 통신 장비는 더 높은 대역폭을 요구하고, 전기차는 더 빠른 전력 변환 속도를 필요로 하며, 소형 전자기기는 동일한 크기에서 더 높은 효율을 기대한다. 이런 요구 조건을 동시에 충족시키는 소재가 많지 않은데, 갈륨은 우연이 아니라 구조적 특성상 이 조건을 자연스럽게 맞춘다.
소재 변화가 기술 변화를 이끌 때는 특정 산업만 움직이는 것이 아니라 시장 전반이 연쇄적으로 바뀌는 경향이 있다. 갈륨 반도체가 지금 주목받는 이유도 그 흐름과 크게 다르지 않다.

 

1. 갈륨 반도체가 선택되는 핵심 이유

갈륨 기반 반도체의 전자 이동 경로와 구조를 단계별로 보여주는 기술 개념도

 

갈륨 반도체는 고주파나 고전력 상황에서도 구조가 쉽게 무너지지 않는다. 전자 이동이 빠르고, 열에 노출됐을 때 성능 저하가 적다. 반대로 실리콘은 온도가 오르면 전류가 통과하는 과정에서 손실이 커져 효율이 떨어진다. 이러한 차이는 전력 장비나 통신 장비처럼 연속적인 부하가 걸리는 환경에서 더 두드러진다.
비용과 생산성에서 실리콘이 여전히 우세한 부분이 있지만, 여러 제조사는 성능을 우선시해야 하는 장비에서는 점차 갈륨 비중을 늘리고 있다.

2. 고주파 장치가 확산되면서 갈륨의 가치가 높아지는 이유

고주파 장비는 신호가 손실되지 않아야 정밀하게 작동한다. 신호 속도가 빨라질수록 소재의 한계가 그대로 드러난다. 갈륨은 고주파 영역에서 전자 이동 경로가 안정적으로 유지되기 때문에 기지국·레이더·위성 장비처럼 신호 품질이 중요한 분야에서 유리하다.
예전에는 이 분야가 제한된 산업에 국한되었지만, 최근에는 통신 규모 자체가 크게 바뀌었다. 그 흐름 속에서 갈륨 기술의 활용 영역도 같이 확대되고 있다.

3. 전기차 인버터와 충전기에서 갈륨 활용이 늘어나는 이유

전기차는 전력 손실을 얼마나 줄이느냐가 효율을 결정한다. 갈륨 반도체는 높은 온도에서 구조가 쉽게 변형되지 않아 안정적인 전력 변환을 돕는다. 작은 크기에서도 높은 출력 처리가 가능해 인버터, 온보드 충전기, 급속 충전기 등 다양한 장치에서 이점이 커진다.
전력 변환 과정에서 불필요한 발열이 줄어들면 냉각 구조도 단순해지고, 전체 시스템 무게도 자연스럽게 가벼워진다.

4. 통신·위성·항공 장비에서 갈륨 수요가 늘어나는 이유

통신 장비는 주파수가 높아질수록 신호를 처리하는 소자에 요구되는 성능도 함께 올라간다. 갈륨 기반 증폭기는 신호 왜곡이 적기 때문에 장거리 통신이나 고주파 레이더에서 자주 사용된다.
위성 장비는 제작 후 장기간 교체가 어려워 내구성이 중요한데, 갈륨 소재는 이 조건과 잘 맞는다. 한 번 품질 기준을 통과하면 장비 전체의 안정성을 높이는 역할을 한다.

5. GaN 충전기가 빠르게 보급되는 이유

GaN 충전기는 같은 출력이라도 기존 실리콘 충전기보다 크기를 줄일 수 있다. 내부에서 열이 덜 발생하므로 좁은 공간에서도 고속 충전이 가능하다. 보조배터리, 노트북 충전기, 멀티포트 충전기 등 다양한 제품에서 GaN으로 전환되는 이유가 여기에 있다.
사용자 입장에서는 단순히 “작고 빠르다”로 느끼지만, 내부적으로는 갈륨 소재가 열 관리 문제를 해결하고 있기 때문에 가능한 변화다.

6. 갈륨이 전략 소재로 분류되는 이유

갈륨의 글로벌 공급망 구조와 산업 활용 흐름을 설명하는 인포그래픽

 

갈륨은 생산 국가와 생산량이 제한적이라 공급망 변동에 민감하다. 산업별 수요는 꾸준히 증가하는데 공급이 빠르게 늘어나기 어려운 구조라 여러 기업과 국가가 자원 확보에 신경을 쓰고 있다.
기술이 발전할수록 갈륨의 전략 가치는 상대적으로 높아지고 있으며, 이 소재가 포함된 제품군은 장기적으로 산업 경쟁력과도 연결된다.

갈륨 반도체가 떠오르는 이유는 기술적 필요 때문

갈륨 반도체는 단순히 새로운 소재라는 이유가 아니라 현재 기술이 요구하는 조건과 구조적으로 잘 맞는다. 고주파, 고전력, 고온 환경에서 안정적으로 작동해야 하는 장비가 늘어날수록 갈륨의 중요성도 함께 커질 가능성이 높다. 실리콘과 비교할 경우 성능 차이가 명확한 분야에서는 이미 갈륨이 자리 잡기 시작했고, 향후 활용 범위는 더욱 넓어질 전망이다.