ST마이크로일렉트로닉스가 AI 서버와 로보틱스 등 고전력 시스템의 전력 변환 효율을 높이기 위한 700V급 PowerGaN 전력반도체를 출시했다. 이번 제품은 STPOWER 포트폴리오에 추가된 GaN 기반 전력소자로, 고전압 전원공급장치의 효율 개선과 전력 밀도 향상을 목표로 한다.

ST는 27일 700V PowerGaN 디바이스 7종을 출시했다고 밝혔다. 회사는 AI 서버의 전력 소비 증가와 산업 자동화 장비의 고출력화로 전력 변환 회로의 효율과 크기가 주요 설계 변수로 부상하고 있다고 설명했다.

신규 제품은 700V 동작 정격을 기반으로 고전력 시스템에서 안정적인 동작을 지원하도록 설계됐다. GaN 기반 전력소자는 낮은 전도 손실과 스위칭 손실, 제로 역회복 전하 특성을 갖고 있어 고주파 전력 변환 회로에 적합하다. 이를 통해 전원부의 발열 부담을 낮추고, 자성 부품과 수동소자의 크기를 줄여 시스템 소형화에 기여할 수 있다.

적용 분야는 AI 서버용 전원공급장치, 휴머노이드 로보틱스, 산업용 전력 시스템, 가전제품, 에너지 생성·분배·저장용 스마트그리드 컨버터 등이다. 특히 서버와 로봇 시스템은 연산 성능과 구동 성능이 높아질수록 전력 공급 안정성과 열 관리가 중요해지는 영역으로 꼽힌다.

마리오 알레오 ST 전력 및 디스크리트 서브그룹 수석부사장은 “700V 디바이스 추가로 GaN 기술 적용 범위를 중전력과 고전력 애플리케이션까지 넓히게 됐다”며, “향후 다양한 전압 정격과 기능을 추가해 AI 서버, 휴머노이드 로봇, 산업용 전력 시스템 및 첨단 컨슈머 전력 애플리케이션에 대응하겠다”고 밝혔다.

이번 제품군은 6A~29A의 연속 전류 정격과 일반적으로 53mΩ~270mΩ의 RDS(on)을 제공하는 7종의 GaN HEMT로 구성됐다. 초저 내부 커패시턴스와 낮은 게이트 전하를 바탕으로 Qg x RDS(on) 성능 지수에서 기존 실리콘 디바이스 대비 높은 효율을 구현하도록 설계됐다.

패키지는 DPAK, TO-LL, PowerFLAT 표면실장 방식으로 제공된다. TO-LL 및 PowerFLAT 기반 제품에는 켈빈 소스 연결 구조가 적용돼 게이트 제어 회로와 전력 경로를 분리하고, 노이즈 내성과 게이트 드라이버 보호 성능을 높였다. ST는 이들 제품이 기존 MOSFET을 대체하거나 새로운 고주파 토폴로지를 구현하는 데 활용될 수 있다고 밝혔다.

신규 700V PowerGaN 트랜지스터는 현재 생산 중이며, eSTore와 ST 공식 대리점을 통해 공급된다. 가격은 1,000개 주문 기준 개당 0.63달러에서 2.25달러다. ST는 이번 제품군을 계기로 PowerGaN 포트폴리오를 확대하며 고전력 애플리케이션 대응 범위를 넓힐 계획이다.