트렌치 아키텍처 적용해 이전 세대 대비 전력 손실 35% 감소
차량용 트랙션 인버터용 750V 베어 다이 공급…최대 1200V 제품은 2027년부터 출시
온세미가 트렌치 아키텍처 기반의 4세대 실리콘 카바이드(SiC) 플랫폼 ‘엘리트SiC™ M4’를 11월 11일 공개했다. 엘리트SiC M4는 전도 및 스위칭 성능을 개선해 전기차, AI 데이터센터, 산업용 애플리케이션의 전력 시스템 설계를 지원한다. 온세미는 이 플랫폼을 통해 고객이 전력 밀도와 효율을 최대 30% 높이고 전력 손실을 35% 줄일 수 있다고 설명했다.
아추트 샤(Achyut Shah) 온세미 전력 솔루션 그룹 사장은 “전력 요구량은 이를 뒷받침하는 물리적 인프라보다 더 빠르게 증가하고 있다. 차세대 전력 시스템은 더 작은 공간에서 더 많은 전력을 더 효율적으로 공급할 수 있어야 한다”며 “엘리트SiC M4는 전 세계 차량에서 160억 마일 이상의 운행을 통해 입증된 SiC의 신뢰성을 바탕으로, 고객이 전력, 효율, 크기, 비용 간의 균형을 재정립하는 데 필요한 성능을 결합했다”고 말했다.
기존 시스템 제약 안에서 전력 공급 확대
AI, 전동화, 에너지 인프라가 성장하면서 전력 시스템 설계자들은 크기, 에너지 손실, 냉각 요구 사항을 그만큼 늘리지 않고도 더 많은 전력을 공급해야 하는 공통된 과제에 직면하고 있다. 엘리트SiC M4는 기존 시스템 제약 안에서 활용할 수 있는 전력과 효율을 높여 고객이 AI 인프라, 전기차, 산업용 시스템을 유연하게 확장할 수 있도록 지원한다.
온세미가 제시한 주요 시장별 시스템 차원의 이점은 다음과 같다.
AI 데이터센터에서는 전력 인프라를 동일한 속도로 확충하지 않고도 컴퓨팅 용량을 확대할 수 있다. 고밀도 전력 변환을 통해 메가와트당 더 많은 컴퓨팅 성능을 확보하고, 컴퓨팅 단위당 필요한 지원 인프라를 줄일 수 있다는 설명이다.
전기차에서는 더 작고 효율적인 트랙션 인버터를 통해 자동차 제조업체가 차량의 주행거리를 늘릴 수 있도록 지원한다. 에너지 인프라에서는 효율적이고 밀도 높은 전력 변환을 통해 태양광, 에너지 저장 장치 등 고전압 시스템의 변환 손실을 줄일 수 있다.
하랄드 하르텔(Harald Hartel) 셰플러(Schaeffler AG) eMotor 컨트롤 사업부 부사장은 “차량의 전력 수준이 높아질수록 트랙션 인버터 설계에서는 효율, 열 성능, 전력 밀도 및 신뢰성 간의 더욱 세심한 균형이 요구된다”며 “더 높은 효율과 전력 밀도는 주행거리, 열 성능, 패키징 측면에서 트랙션 인버터를 최적화할 수 있는 더 큰 유연성을 제공한다. 전동화 파워트레인에 대한 요구 수준이 높아지면서 이러한 요소의 중요성도 더욱 커지고 있다”고 말했다.
트렌치 아키텍처로 전도·스위칭 성능 개선
온세미에 따르면 엘리트SiC M4는 신뢰성을 유지하면서 전도 및 스위칭 성능을 개선했다. 이전 세대 대비 단위 면적당 온저항(RSP)을 20~50% 낮추면서 더 빠른 스위칭을 구현한다. 하드 스위칭과 소프트 스위칭의 성능 지수는 각각 67%, 50% 개선해 소형 전원공급 장치 설계를 지원한다.
패키징 측면에서는 상단 냉각형 표면실장 패키지와 고출력 모듈을 비롯한 기존 패키지와 호환되도록 설계됐다. 온세미는 185°C 이상의 온도 조건에서 인증을 획득해 고전압 자동차, 우주 애플리케이션 등 까다로운 운영 환경에서도 사용할 수 있다고 설명했다.
750V 베어 다이 공급 개시
차량 트랙션 인버터용 엘리트SiC M4 750V 베어 다이(bare die)는 공급을 개시했다. 최대 1200V의 다양한 전압 제품은 2027년부터 순차적으로 출시될 예정이다.
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