헬로티 이동재 기자 | 한국전기연구원(KERI)이 30일, ‘연구현장 온라인 브리핑’ 행사를 통해 ‘전기기술 기반 미래 4대 모빌리티 핵심기술’을 제시했다. 최근 대부분의 산업과 일상에서는 전기가 중심이 되는 ‘전기화(Electrification)’가 가속화되고 있다. 미래 모빌리티 분야에서도 추진 동력이 기존 화석연료 엔진에서 전기기술 중심으로 변화되고 있으며, 이에 따라 전 세계 여러 국가들이 관련 시장을 주도하기 위해 치열한 기술 패권 경쟁을 벌이고 있다. KERI는 전기전문 연구기관으로서 미래 모빌리티 핵심기술 자립을 위해 전기차, 전기선박, 드론/플라잉카, 수소 등 다양한 분야에서 진행한 연구와 성과를 일반에 전달하기 위해 성과 발표회 성격의 브리핑을 온라인으로 개최하게 됐다고 밝혔다. 이번 행사에 소개된 핵심기술은 ‘전기차용 SiC(탄화규소) 전력반도체’, ‘전기선박 육상시험소(LBTS)’, ‘드론/플라잉카용 전기엔진 국산화’, ‘액체수소 생산 및 장기 저장기술’까지 총 4개다. SiC 전력반도체는 전류 방향을 조절하고 전력 변환을 제어하는 역할을 하는 부품이다. 전기차에서는 배터리와 전기모터를 연결하는 고성능 인버터에 필수적으로 활용돼 뛰어난 재
헬로티 전자기술 기자 | 오늘날 자동차와 반도체 기술 모두에서 커다란 변화가 일어나고 있다. 자동차는 화석연료 대신 전기 전력을 사용해서 청정하게 운전하게 됐으며, 전기차(EV)의 서브시스템에는 새로운 반도체 부품들을 사용해서 전력 효율을 극대화하고 주행 거리를 연장하게 됐다. 티모시 로시뇰(Timothé Rossignol) 아나로그디바이스(ADI) 마케팅 매니저 각국 정부들은 자동차 제조사에 차량의 이산화탄소 배출을 줄이도록 의무화하고 의무 불이행시 엄격한 제재를 가하고 있으며, 이와 함께 도로 주변과 주차장 시설을 중심으로 EV 충전 인프라도 빠르게 확충해가고 있다. 그럼에도 불구하고 EV 주행 거리에 대한 소비자의 불안감 때문에 전기차 보급은 본격적인 궤도로 올라서지 못하고 있다. 보다 대용량 EV 배터리를 사용하면 EV 주행 거리를 연장해서 이에 대한 소비자들의 불안감을 해소할 수 있을 것이다. 하지만 이는 EV의 가격을 높이는 요인이 된다. 배터리는 최종 자동차 가격의 25% 이상을 차지한다. 다행인 것은 반도체 기술 혁신에 따른 실리콘 카바이드(SiC) MOSFET 전원 스위치 같은 새로운 와이드 밴드갭 디바이스 덕분에 소비자들의 EV 거리에 대한
헬로티 함수미 기자 | 온세미(onsemi)가 실리콘 카바이드 생산업체 GT 어드밴스드 테크놀로지스(이하 GTAT)를 4억1천5백만달러(약 4천853억원)에 인수하는 최종 계약을 체결했다고 밝혔다. 1994년 설립된 GTAT는 SiC 결정성장 기술 분야에서 뛰어난 전문성을 보유하고 있다. SiC 전력 스위칭 소자에 기술적 이점을 제공하는 차세대 반도체의 핵심 소재인 SiC는 전기차 및 전기차 충전, 에너지 인프라의 시스템 효율성을 대폭 향상시킨다. 이번 인수를 계기로 온세미는 SiC의 원활한 공급과 성장을 위한 입지를 더욱 공고히 하고, 전기차 및 전기차 충전, 에너지 인프라를 아울러 지속 가능한 생태계와 관련해 빠르게 증가하는 SiC 기반 솔루션의 수요를 충족할 수 있게 된다. 온세미는 자사의 제조 역량과 GTAT의 기술력을 결합해 SiC 기술 개발 가속화와 더불어 향후 10년간 빠르게 성장할 지속가능한 생태계를 통해 고객에게 더 나은 서비스를 제공하는 기업으로 발돋움하고자 한다. 온세미는 강화된 SiC 생산능력을 통해 핵심 부품 공급을 보장하고 지능형 전력 기술을 더욱 폭넓게 상용화할 것이라고 밝혔다. 하싼 알커리(Hassane El-Khoury) 온세미
헬로티 서재창 기자 | ST마이크로일렉트로닉스(이하 ST)가 스웨덴 노르셰핑(Norrköping)에 위치한 자사 시설에서 차세대 전력 디바이스로 프로토타입의 200mm(8인치) 실리콘 카바이드 벌크 웨이퍼를 생산했다. 200mm SiC 웨이퍼로의 전환은 자동차 및 산업용 분야의 ST 고객 프로그램을 위한 생산력의 증대에 중요한 이정표를 수립했다는 평가를 받는다. 이에 ST는 총 소유비용을 낮춰 가볍고 효율적인 전력전자 장치를 구현해주는 혁신적 반도체 기술 주도권을 강화할 계획이다. ST의 200mm SiC 웨이퍼는 수율에 미치는 영향과 크리스탈-전위 결함이 최소화돼 품질이 매우 우수하다. 웨이퍼의 낮은 불량율은 ST 실리콘 카바이드가 개발한 SiC 잉곳 성장 기술의 탁월한 노하우와 전문성을 바탕으로 달성됐다. 200mm SiC 기판으로 이행하려면 품질 문제의 해결 외에도 제조 장비와 전반적인 지원 에코시스템 성능이 한 단계 더 발전해야 한다. ST는 전체 공급망을 포괄하는 기술 파트너들과 협력해 자체 200mm SiC 제조 장비 및 공정 기술을 개발하는 중이다. ST는 현재 카타니아(이탈리아)와 앙모키오(싱가포르) 팹에 있는 두 개의 150mm 웨이퍼 라인에
헬로티 서재창 기자 | ST마이크로일렉트로닉스(이하 ST)가 ST의 새로운 지능형 및 통합 GaN(Gallium Nitride) 솔루션 제품군인 STi2GaN을 출시했다. STi2GaN은 전기화 플랫폼으로 전환 중인 자동차 산업에 필요한 소형 고성능 솔루션에 전력 및 지능형 기능을 결합한 혁신적이고 독보적인 제품이다. STi2GaN 제품군은 자동차 분야에서 보여준 ST의 리더십과 엄청난 경험 그리고 혁신적 스마트 전력 기술과 와이드 밴드갭(Wide Bandgap) 반도체 소재 및 패키징 전문성을 바탕으로 구현됐다. 이에 따라 GaN 기술의 드라이버 및 보호 기능과 모놀리식 전력단은 물론, 추가 프로세싱 및 제어 회로를 갖춘 애플리케이션별 IC를 지원하는 SiP(System-in-Package) 솔루션을 결합하고 있다. STi2GaN 솔루션은 와이어 본딩이 필요없는 ST의 새로운 패키징 기술을 사용해 뛰어난 견고성과 신뢰성, 성능을 제공한다. 알피오 루쏘(Alfio Russo) ST Low Voltage 및 STI2GaN 솔루션 매크로 사업부 사업본부장 겸 그룹 부사장은 “STi2GaN은 주로 자동차 애플리케이션과 고밀도, 고신뢰성, 고전력 요건을 대상으로 하
헬로티 함수미 기자 | 온세미컨덕터가 APEC 2021서 1200V 풀 실리콘 카바이드(SiC) MOSFET 하프브리지 모듈을 발표했다. 6월 14일부터 17일까지 진행되는 세계 최대 응용전력전자 행사인 APEC 2021서 온세미컨덕터는 하프브리지 모듈 발표와 전기차 시장의 요구에 적합한 제품을 더욱 넓혀 나가겠다고 밝혔다. 전기차 판매량이 지속해서 증가함에 따라, 운전자의 요구를 충족시킬 수 있는 인프라 구축에 대한 중요성이 높아졌다. 또한, 이를 통해 주행거리 불안 없이 신속하게 목적지까지 도착하도록 돕는 급속 충전소 네트워크에 대한 필요성이 커지고 있다. 전기차 관련 요구사항이 빠르게 변화해, 350kW 이상의 전력을 95%가 넘는 효율로 공급하는 것이 표준이 되고 있다. 충전기가 배치되는 다양한 환경과 위치를 고려할 때, 소형화, 견고성, 그리고 향상된 신뢰성 등이 설계자가 직면하게 되는 도전과제가 된다. 새로운 1200V M1 풀 SiC MOSFET 하프 브리지 모듈은 플라나(Planar) 기술을 기반으로 하고, 18-20V 범위의 드라이브 전압을 네거티브 게이트 전압으로 인가해 간단하게 구동된다. 해당 제품은 트렌치 MOSFET에 비해서 더 큰 크
[헬로티] 온세미컨덕터가 2021년 실리콘 카바이드(SiC) 시장 전망을 공개했다. ▲출처 : 온세미컨덕터 WBG 기술이 기존의 전력 전자 애플리케이션은 물론 새롭게 등장하는 애플리케이션에까지 널리 적용되면서, 반도체 업체는 전례 없는 속도로 신제품을 개발해 내고 있다. 최근 온세미컨덕터는 650V SiC MOSFET를 출시하며 자사의 WBG 디바이스 제품군을 확대했다. 이를 통해 이전에는 서비스가 부족했던 전력대역에서 보다 향상된 효율성을 제공하고 있다고 밝혔다. 온세미컨덕터 제품 라인 담당 매니저 브랜드 베커(Brandon Becker)는 2021년에 SiC와 GaN이 계속해서 확대 적용될 것으로 봤다. 기존 실리콘 기반 디바이스보다 더 높은 효율성과 전력 밀도를 요구하는 애플리케이션에서 SiC와 GaN 같은 WBG 디바이스가 비용을 줄이는 차원에서 효율적이기 때문이다. 또한 4G LTE 대비 20배 빠른 속도를 제공하는 5G는 그만큼 열효율과 전력 효율에 최적화된 디바이스가 필요한데, SiC MOSFET은 5G 사용에 적합하다고 전했다. SiC가 까다로운 환경에서 사용하기에 적합하기 때문이다. 현재 해당 분야의 애플리케이션 수요는 크게 증가하고 있으며,
[헬로티] 재작년 전기 버스 시장 규모 약 13만 대 중 99%가 중국서 판매돼 연평균 27% 성장률 예상, “전망 밝아” ▲Guy Moxey Wolfspeed 전력제품 마케팅 및 애플리케이션 수석 이사 (출처 : Wolfspeed) Wolfspeed가 중국 위통 그룹과 협력해 앞으로 고효율의 신형 전기 버스 파워트레인 시스템에 자사의 1200V SiC(실리콘 카바이드) 장치 기반의 Starpower 파워 모듈을 사용할 것이라고 발표했다. 실리콘(Si) 기반 반도체와 비교해 SiC 반도체는 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. Wolfspeed는 2019년 말 A
[헬로티] 인피니언 테크놀로지스는 1200V 트랜스퍼 몰딩 실리콘 카바이드(SiC) 고집적 전력 모듈을 출시한다고 8일 밝혔다. ▲인피니언 CoolSiC_CIPOS_Maxi CIPOS Maxi IPM IM828 시리즈는 업계 최초의 SiC 기반의 1200V IPM이다. 인피니언은 열 전도가 높고 넓은 범위의 스위칭 속도를 지원해 산업용 모터 드라이브, 펌프 드라이브, HVAC의 능동 필터 등 가변석 드라이브 애플리케이션의 3상 AC 모터와 영구 자석 모터에 적합하다고 전했다. CIPOS Maxi IPM은 향상된 6채널 1200V SOI(silicon on insulator) 게이트 드라이버와 6개 CoolSiC MOSFET을 통합하여 시스템 신뢰성을 높이고 PCB 크기 및 시스템 비용을 줄인다. DIP 36x23D 패키지는 1200V IPM으로는 크기가 가장 작아 동급 최고의 전력 밀도와 성능을 달성한다. 듀얼-인-라인 몰딩 하우징을 채택한 IM828 시리즈는 열 성능과 전기 절연이 우수하여 까다로운 디자인의 EMI 요건과 과부하 보호 요구를 충족한다. 6채널 SOI 게이트 드라이버는 데드 타임 기능을 사용해 스위치가 변경되는 상황의 손상을 방지하며 모든 채
[헬로티] 인피니언 테크놀로지스는 자사의 CoolSiC MOSFET 1200V 모듈 제품군에 62mm 산업 표준 패키지를 추가한다고 밝혔다. 하프 브리지 토폴로지로 설계된 트렌치 칩 기술 기반의 검증된 62mm 모듈은 250kW부터 시작되는 중간 전력대 애플리케이션에 SiC를 사용할 수 있는 길을 열었다. 실리콘 IGBT 기술은 전력 밀도 한계에 도달하고 있다. 62mm IGBT 모듈과 달리 CoolSiC 62mm 모듈은 태양광, 서버, 에너지 저장, EV 충전기, 트랙션, 상업용 인덕션 쿠킹, 전력 변환 시스템 등의 애플리케이션에 사용될 수 있다. MOSFET을 채택하여 높은 전류 밀도를 달성한다. 스위칭 손실과 전도 손실이 매우 낮아 방열을 최소화하고, 디바이스를 더 높은 스위칭 주파수에서 작동하면 더 작은 수동소자 부품을 사용할 수 있다. 따라서 더 작은 크기의 인버터 디자인을 설계할 수 있고 전반적인 시스템 크기와 비용을 줄일 수 있다. 베이스 플레이트와 스크류 연결로 하우징이 기계적으로 매우 견고하여, 최고의 시스템 가용성, 즉 최소의 수리 비용 및 가동 중단을 가능하게 한다. 열 사이클링 성능이 우수하고 150°C (Tvjop) 연속 동작
[헬로티] 전기차에 실리콘 카바이드 (SiC)가 사용되면 효율, 전력 밀도, 성능을 높일 수 있다. 특히 800V 배터리 시스템 및 큰 배터리 용량과 함께 사용되면 SiC는 인버터 효율을 높여서 주행 거리를 늘린다. 인피니언 테크놀로지스는 CoolSiC 자동차용 MOSFET 기술을 채택한 EasyPACK 모듈을 출시한다. 이 모듈은 8mΩ/150A 전류 정격의 1200V 하프 브리지 모듈이다. 지난 10년 동안 인피니언은 산업용 및 자동차용 애플리케이션에 각기 다른 칩셋으로 구성된 5천만 개 이상의 EasyPACK 모듈을 출하했다. 이제 인피니언은 EasyPACK에 CoolSiC 자동차용 MOSFET 기술을 적용하고 자동차용 인증을 취득하여, 높은 효율 및 스위칭 주파수를 요구하는 전기차의 고전압 애플리케이션을 위한 솔루션을 제공하게 되었다. 적합한 애플리케이션은 HV/HV DC-DC 스텝업 컨버터, 다중위상 인버터, 연료전지 컴프레서 같은 고속 스위칭 보조 드라이브이다. CoolSiC 자동차용 MOSFET 기술 새로운 모듈은 인피니언의 SiC 트렌치 (trench) MOSFET 구조를 기반으로 한다. 플래너 (planer) 구조와 비교해서 트렌치 구조는 더
[헬로티] 중국의 신에너지 자동차용 구동 분야의 리딩 컴퍼니인 리드라이브 테크놀로지(Leadrive Technology, 이하 리드라이브)(상하이)와 반도체 기업 로옴 세미컨덕터(이하, 로옴)는 중국 (상하이) 자유무역시험구 임항신구에 SiC 기술 공동 연구소 개설에 앞서 지난 6월 9일 제막식을 실시했다. SiC 파워 디바이스는 IGBT 등의 Si (실리콘) 파워 디바이스에 비해 스위칭 손실 및 도통 손실이 적고, 온도 변화에 강하다는 메리트가 있어, 극적인 저손실화를 실현할 수 있는 반도체로서 전기자동차의 온보드 차저 (On Board Charger) 및 DC/DC 컨버터 등에서 채용이 추진되고 있다. ▲로옴과 리드라이브 테크놀로지는 SiC 기술 공동 연구소 개설을 위해 지난 6월 9일 제막식을 진행했다. 리드드라이브와 로옴은 2017년부터 협력 관계를 맺고, 지금까지 SiC 파워 디바이스를 탑재한 차량용 애플리케이션 개발에 대한 기술 교류를 실시해 왔다. 이번에, 로옴의 SiC MOSFET 베어 칩 및 절연 게이트 드라이버를 활용한 차량용 파워 모듈, 인버터 개발을 위한 공동 연구소를 개설함으로써, 향후 SiC를 중심으로 한 혁신적인 파워 솔루션 개발을
[첨단 헬로티] 온세미컨덕터(Nasdaq: ON)는 GT 어드밴스드 테크놀로지스(GT Advanced Technologies, 이하 GTAT)와 실리콘카바이드(SiC) 소재 생산 및 공급을 위한 5년 계약을 체결했다고 밝혔다. 약 5천만 달러에 달하는 이번 협약을 통해, GTAT는 고성장 시장 및 애플리케이션을 위한 CrystX SiC 소재를 생산해 온세미컨덕터에 공급하게 된다. GTAT 사장 겸 CEO인 그레그 나이트(Greg Knight)는 “전력 전자 애플리케이션용 고급 반도체 분야에서 선도기업으로 자리매김하고 있는 온세미컨덕터와 협력하게 되어 매우 기쁘다. 이번 계약은 전력 전자 애플리케이션을 위해 선호되는 반도체 기판재료인 SiC의 가파른 성장세를 뒷받침하게 될 것“이라고 소감을 밝혔다. 온세미컨덕터 글로벌 공급망 수석 부사장 브렌트 윌슨(Brent Wilson)은 “40년간 축적된 온세미컨덕터의 대용량 웨이퍼 생산 경험과 GTAT의 전문성, 그리고 SiC 결정성장의 발전속도가 결합되면, 역동적인 고전력 와이드밴드갭 시장에서 견고하면서도 확장가능한 공급망을 구축할 수 있을 것이다. GTAT와의 협력을 통해 SiC 와이
[첨단 헬로티] 혁신적인 파워 솔루션 개발을 위해, 효율성을 극대화하고 크기와 무게를 줄여주는 실리콘 카바이드(SiC) 기반 시스템에 대한 수요가 급증하고 있다. SiC 기술을 활용한 애플리케이션은 전기차와 전기차 전용 충전소부터 스마트 파워 그리드와 산업 및 항공 파워 시스템에 이르기까지 다양한 분야에 걸쳐 있다. 이러한 수요에 부합하고자, 마이크로칩테크놀로지(북아시아 총괄 및 한국대표: 한병돈)는 더 작고 가볍고 효율적인 SiC 파워 모듈 포트폴리오를 발표했다. 마이크로칩은 자사의 광범위한 마이크로컨트롤러(MCU) 및 아날로그 제품 포트폴리오를 바탕으로, 고전력 시스템 컨트롤, 드라이브와 파워 스테이지에 대한 고객의 수요를 충족시키고 토털 시스템 솔루션을 지원한다. 마이크로칩 SiC 제품군은 상업용 검증을 마친 SBD(Schottky Barrier Diode) 기반 700V, 1200V 및 1700V 변형 파워 모듈을 포함한다. 이 새로운 파워 모듈 제품군은 듀얼 다이오드, 풀 브릿지, 페이즈 레그, 듀얼 커먼 캐소드 및 3-페이즈 브릿지 등의 다양한 토폴로지로 구성되어 있으며, 이외에도 다양한 전류 및 패키지 옵션이 제공된다. SiC SBC 모듈을 추가
[첨단 헬로티] 에너지 효율 혁신을 주도하는 온세미컨덕터가 두 개의 실리콘 카바이드(SiC) MOSFET 제품군을 출시하며, 와이드밴드갭(WBG) 디바이스의 범위를 확장했다고 밝혔다. 이번에 출시한 제품은 1200V 및 900V N-채널 SiC MOSFET다. ▲ 온세미컨덕터가 출시한 실리콘 카바이드(SiC) MOSFET 제품군은 요구조건이 까다로운 고성장 애플리케이션을 위해 고안됐다. 이 제품은 태양광 발전 인버터, 전기 자동차(EV)를 위한 온-보드 충전, 무정전 서버 전원 공급장치(UPS), 서버 공급 장치, EV 충전소 등을 포함한 다양하고, 요구조건이 까다로운 고성장 애플리케이션을 위해 고안됐으며, 실리콘(Si) MOSFET으로는 불가능했던 수준의 성능을 제공한다. 기존의 Si와 비교했을 때, 이 제품은 스위칭 성능을 높이고 신뢰성을 개선했다고 평가받는다. 역회복 전하가 작은 고속의 내장 다이오드는 전력 손실을 크게 줄이고 동작 주파수를 높이며 전체 솔루션의 전력 밀도를 높였다. 칩 크기가 작을수록 소자 커패시턴스가 낮아지고 게이트 전하-Qg가 작아져 고주파수 동작이 더욱 향상되어 고주파수에서 동작할 때 스위칭 손실이 줄어든다. 이러한 개선으로 효율