ST마이크로일렉트로닉스,새로운 실리콘 카바이드 디바이스 출시
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승인 2021-12-15 17:11:40 |
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반도체 회사인 ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 2021년 12월 15일, 전력밀도, 에너지 효율성, 신뢰성이 중요 요소인 전기자동차(EV) 파워트레인 및 기타 애플리케이션을 위한 최첨단 전력 디바이스를 향상시킨 3세대 STPOWER 실리콘 카바이드(SiC: Silicon-Carbide) MOSFET[1]을 출시했다고 발표했다.
ST는 베어 다이스(Bare Dice)를 비롯해 STPAK, H2PAK-7L, HiP247-4L, HU3PAK와 같은 디스크리트 전력 패키지와 ACEPACK제품군과 같은 전력 모듈 등 다양한 형태로 3세대 디바이스를 공급할 예정이다. 이 패키지는 전기자동차 애플리케이션에서 베이스 플레이트 및 열 분산기(Heat Spreader)에 대한 연결을 간소화하도록 특별히 배치된 냉각 탭과 같은 혁신 설계 기능을 제공한다. 이러한 옵션을 통해 설계자는 전기자동차의 메인 트랙션 인버터와 전기식 친환경 컴프레서, 온보드 충전기, DC/DC 컨버터와 같은 애플리케이션과 태양광 인버터, 에너지 스토리지 시스템, 모터 드라이브, 전원공급장치와 같은 산업용 애플리케이션에 최적화된 제품을 선택할 수 있다.
SiC 전력 MOSFET 시장을 이끌고 있는 ST는 새로운 첨단 설계 노하우를 통합, SiC의 에너지 절감 잠재력을 더욱 향상시킬 수 있는 가능성을 열었다. 이러한 노력을 통해 전기자동차 및 산업용 시장의 변화를 ST는 지속적으로 주도하고 있다. 전기자동차 시장이 가속화되면서 많은 차량 제조사 및 오토모티브 공급업체들은 훨씬 더 빠르게 충전하고 EV 무게를 줄일 수 있는 800V 드라이브 시스템을 채택하고 있다. 이 새로운 시스템은 차량 제조사들이 주행거리가 더 긴 자동차를 생산하도록 지원한다. ST의 새로운 SiC 디바이스는 전기자동차의 트랙션 인버터, 온보드 충전기, DC/DC 컨버터는 물론, 전기식 친환경(e-Climate) 컴프레서 등의 고급 자동차 애플리케이션에 특히 최적화돼 있다. 이 최신 세대 제품은 산업용 애플리케이션인 모터 드라이브, 재생 에너지 컨버터, 에너지 스토리지 시스템, 통신 및 데이터센터 전원공급장치의 효율을 높이는 데 적합하다.
ST의 자동차 및 디스크리트 그룹 부사장 겸 전력 트랜지스터 매크로 부문 사업본부장인 에도아르도 메를리(Edoardo Merli)는 “ST는 디바이스 및 패키지 레벨 모두에서 혁신을 이루면서 이 흥미로운 기술을 계속 발전시키고 있다. ST는 완전 통합형 SiC 제품 제조업체로서 향상된 성능을 고객들에게 지속적으로 제공할 수 있다”라며, “2024년 10억 달러의 SiC 매출이 예상되는 자동차 및 산업용 프로그램을 지원하기 위해 끊임없이 투자하는 중이다”고 밝혔다.
ST는 3세대 SiC 기술 플랫폼의 품질인증을 완료했으며, 2021년 말까지 파생제품의 대부분이 상업적으로 완성된 단계에 이를 것으로 기대한다. 정격 전압이 650V 및 750V에서 최대 1,200V에 이르는 디바이스가 공급됨에 따라 설계자들은 일반 AC 라인 전압에서 고전압 전기자동차 배터리 및 충전기에 이르기까지 다양한 전압의 애플리케이션의 처리가 가능한 제품을 이용할 수 있다. 가장 먼저 출시되는 제품은 650V SCT040H65G3AG(5달러)와 750V (다이 형태로 제공되며 데이터시트와 견적은 신청 시 제공한다)이다.
새로운 3세대 SiC 플랫폼을 활용한 ST의 최신 플래나기술의 MOSFET은 트랜지스터 효율과 전력밀도, 스위칭 성능을 나타내는 성능지수[FoM: Figures-of-Merits, 온저항(Ron) x 다이 크기 및 Ron x 게이트 전하(Qg)]에서 업계 선도적인 새로운 벤치마크를 수립했다. 일반 실리콘 기술을 이용해 FoM을 개선하는 작업은 점점 더 어려워지고 있으며, 이로 인해 SiC 기술이 추가적인 개선의 열쇠를 쥐고 있다. ST는 3세대 디바이스를 통해 선도적 입지를 구축하고 있다.
SiC MOSFET은 실리콘에 비해 다이 크기 대비 더 높은 정격 전압을 갖춰 전기자동차 애플리케이션 및 고속 충전 전기자동차 인프라에 적합한 기술로도 평가되고 있다. 또한, V2X(Vehicle-to-X) 전력 분배에 사용되는 자동차용 온보드 충전기(OBC: On-Board Charger)에 필요한 양방향 특성을 제공하는 본질적으로 매우 빠른 다이오드의 이점을 활용해 OBC 배터리에서 인프라로 전기를 전송한다. 뿐만 아니라, 매우 높은 주파수 기능을 통해 전력 시스템 내의 수동 부품 수를 줄일 수 있어 차량에 더 작고 가벼운 전기 장비를 탑재할 수 있다. 이러한 동일한 속성은 산업용 애플리케이션에서도 운영비용(Ownership Cost)을 절감해준다.
