▲울프스피드 함정호 FAE 부장(왼쪽), 이태훈 영업부장(오른쪽)



Sic 온저항 1로 유지, 하이 파워 애플리케이션에 적합
높은 스위칭 주파수 사용 시 스위칭 손실 감소 특징

현재 대부분의 반도체 소재인 실리콘(이하 Si)의 물성적 한계를 뛰어넘는 실리콘카바이드(이하 SiC)의 장점을 공유하는 자리가 마련됐다.

E4ds 웨비나는 18일 이태훈, 함정호 Wolfspeed(울프스피드) 부장의 ‘Wolfspeed SiC를 이용한 미래형 EV, 그린에너지, 전력시스템 설계 및 구현’ 웨비나를 진행했다.

이번 웨비나에서는 △울프스피드 소개 △SiC의 장점 등이 발표됐다.

울프스피드의 모태는 1987년 설립된 CREE 주식회사다.

CREE는 세계 최초 상업용 SiC Blue LED와 SiC 웨이퍼를 생산했고, 2011년 SiC MOSFET을 출시하기에 이른다.

2020년 말 CREE는 SiC 생산에 주력하려 LED 사업부를 미국 Smart Global Holdings에 매각했다.

이 때 회사의 공식 명칭을 Wolfspeed로 변경하고, 2021년 10월 4일 공식적으로 Wolfspeed 주식회사로 영업을 하기 시작했다.

이 부장은 “SiC 장치를 사용하여 시스템 에너지 효율성을 높이는 동시에 회로 전환 속도를 높이고, 더 작고, 가벼우며, 비용에 있어 더욱 효율적인 시스템을 구현할 수 있다”고 말했다.

이어 함정호 부장이 SiC의 장점 및 설계를 위한 팁을 전했다.

SiC는 우수한 열전도율로 열에 대해 신뢰성을 가지고 있고, Si와 동일한 다이사이즈일 경우 SiC가 더 낮은 열저항을 가진다.

SiC는 Rdson(온저항) 면에서도 장점을 가지고 있다.

고온으로 갈수록 커지는 온저항은 효율을 낮게 만드는 주요 원인이다.

SiC의 온저항은 1로 유지되며, 이것은 고온 동작시에도 값의 변동이 적음을 의미한다.

 

 

이러한 특징으로 SiC는 하이 파워 애플리케이션에 보다 적합하다.

또 Si 대비 SiC는 스위칭 손실을 줄일 수 있다.

높은 스위칭 주파수를 사용하면 마그네타이징 인덕터 등 주변소자를 작게 설계할 수 있어, 제품을 다운사이징 할 수 있기 때문이다.

이런 SiC의 장점은 전원공급 효율성과 전력 밀도가 중요한 서버와 데이터센터 전력공급의 핵심 요소가 될 수 있다.

SiC는 더 높은 스위칭 주파수를 사용 가능하게 하고, 낮은 Rdson 변화율을 가지기 때문이다.

실시간으로 진행된 Q&A에서 기존에 사용하던 MOSFET에서 SiC를 사용할 때 주의할 점에 대한 질문의 답변으로 토템폴, 하프브릿지 회로 사용시 게이트 전압을 + / - 로 구분하여 on / off를 구동해야 한다고 전했다.

그 외의 토폴로지는 양전압만으로 사용 가능하기 때문에 게이트 드라이버를 SiC 전용으로 사용하는 것을 추천했다.

이태훈 부장은 “울프스피드 홈페이지에 디자인 서포트, SiC 이해를 돕기 위한 자료 등이 등재되어 있으니 많은 이용 바란다”고 전했다.

해당 웨비나는 e4ds 홈페이지에서 다시보기가 가능하다.