2in1 SiC 모듈 「DOT-247」 개발 ~ 높은 설계 자유도와 전력 밀도 실현 ~

2025년 9월 16일

＜개요＞

로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 PV 인버터 및 UPS, 반도체 릴레이 등의 산업기기용 어플리케이션에 최적인 2in1 구성의 SiC 모듈 「DOT-247」을 개발하였습니다. 파워 디바이스에서 널리 보급되어 있는 「TO-247」의 범용성을 유지함과 동시에 높은 설계 자유도와 전력 밀도를 실현할 수 있습니다.
DOT-247은 TO-247 패키지를 2개 연결한 형상으로, TO-247로는 구조상 실현이 어려웠던 대형 칩의 탑재와 독자적인 내부 구조를 통해 낮은 ON 저항화를 실현하였습니다. 또한, 패키지 구조의 최적화로, TO-247 대비 열 저항을 약 15％, 인덕턴스를 약 50% 저감하였습니다. 이에 따라 Half-bridge^※1 구성에 있어서 TO-247을 사용하는 경우보다 2.3배 높은 전력 밀도를 달성하여, 동등한 전력 변환 회로를 약 절반에 해당하는 체적으로 실현할 수 있습니다.
DOT-247을 채용한 신제품은 Half-bridge, Common-Source의 2종류로 토폴로지를 라인업하여 NPC 회로^※2 및 DC-DC 컨버터 등 다양한 회로 구성에 대응 가능합니다. 이와 같이, 여러 개의 디스크리트 제품을 탑재한 전력 변환 회로를 채용함으로써, 부품수 및 실장 면적을 삭감하여 어플리케이션의 소형화와 실장 공수, 설계 공수 삭감에 크게 기여합니다.
라인업은 750V 내압 제품으로 4개 품명 (SCZ40xxDTx), 1200V 내압 제품으로 4개 품명 (SCZ40xxKTx)을 전개하여 2025년 9월부터 월 1만개의 양산 체제를 구축하였습니다 (샘플 가격 : 20,000엔 / 개, 세금 불포함). 또한, 자동차기기 신뢰성 규격인 AEC-Q101에 준거한 제품도 2025년 10월부터 샘플 출하 예정입니다.
어플리케이션 설계 시 평가를 신속하게 실시할 수 있도록, 평가 보드도 순차적으로 제공할 예정입니다. 자세한 사항은 담당 영업 또는 로옴 Web 문의 양식을 통해 문의하여 주십시오.

＜배경＞

현재, PV 인버터에서는 2레벨 인버터가 주류로 사용되고 있지만, 고전압화 요구에 따라 3레벨 NPC나 3레벨 T-NPC, 5레벨 ANPC와 같은 멀티 레벨 회로의 수요가 높아지고 있습니다. 이러한 회로의 스위칭 부분에는 Half-bridge나 Common-Source와 같은 토폴로지가 혼재되어 있기 때문에, 기존의 SiC 모듈로 대응하기 위해서는 커스텀 제품이 필요한 경우가 많습니다.
로옴은 이러한 과제에 대응하여 멀티 레벨 회로의 최소 구성 단위인 상기 2종류의 토폴로지를 2in1 모듈화하였습니다. 차세대 전력 변환 회로에 대응 가능한 유연성을 지님과 동시에 디스크리트 제품보다 회로를 소형화할 수 있습니다.

＜제품 라인업＞

품명	데이터 시트	절대 최대 정격 (Tj＝25℃)			토폴로지	모듈 패키지	자동차기기 신뢰성 규격 AEC-Q101
품명	데이터 시트	V_DSS [V]	R_DS(on) [mΩ]	I_D [A]	토폴로지	모듈 패키지	자동차기기 신뢰성 규격 AEC-Q101
☆SCZ4018KTAHR	-	1200	18	76	Half-bridge	DOT-247-7L [41.0mm × 31.5mm × 5.0mm]	YES
☆SCZ4009KTAHR	-		9	149			YES
SCZ4011KTA			11	106			-
SCZ4006KTA			6	209			-
☆SCZ4013DTAHR	-	750	13	96			YES
☆SCZ4007DTAHR	-		6.5	187			YES
SCZ4008DTA			8	134			-
SCZ4004DTA			4	251			-
☆SCZ4018KTBHR	-	1200	18	76	Common-Source		YES
☆SCZ4009KTBHR	-		9	149			YES
SCZ4011KTB			11	106			-
SCZ4006KTB			6	209			-
☆SCZ4013DTBHR	-	750	13	96			YES
☆SCZ4007DTBHR	-		6.5	187			YES
SCZ4008DTB			8	134			-
SCZ4004DTB			4	251			-

☆ : 개발중
AEC-Q101은 AEC (Automotive Electronics Council)에서 제정한 자동차기기용 전자부품 신뢰성 규격.
Q101은 특히 디스크리트 부품에 특화된 규격.

＜어플리케이션 예＞

PV 인버터, 반도체 릴레이, UPS (무정전 전원 장치), ePTO^※3, FCV (수소 연료 전지차)용 승압 컨버터, AI 서버 (eFuse), EV 충전 스테이션 등

＜서포트 정보＞

로옴은 자사 내에 모터 시험 장치를 구비하는 등, 어플리케이션 레벨의 서포트에 주력하고 있습니다. DOT-247 제품을 신속하게 평가하고 도입할 수 있도록 각종 서포트 컨텐츠를 구비하여, 시뮬레이션 및 열 설계까지 포함한 풍부한 솔루션으로 신속한 채용을 서포트합니다. 또한, 더블 펄스 테스트용 평가 키트를 구비하여 신속하게 시험을 실시할 수 있습니다. 3상 인버터용 평가 키트는 현재 준비중으로, 11월부터 레퍼런스 디자인 제공을 개시할 예정입니다.

・DOT-247 디자인 모델
　SPICE 모델 : 각 품명의 제품 Web 페이지에서 제공중
　LTspice^® 모델 : 2025년 10월부터 3레벨 NPC용을 Web 페이지에서 제공 예정

・LTspice^®는 Analog Devices, Inc.의 등록상표입니다.
타사 상표를 사용하는 경우에는 권리자가 정한 사용 방법에 따라 사용하여 주십시오.

자세한 사항은 담당 영업 또는 로옴 Web 문의 양식을 통해 문의하여 주십시오.

＜「EcoSiC™ (에코 에스아이씨)」 브랜드＞

EcoSiC™는 파워 디바이스 분야에서 실리콘 (Si)을 뛰어넘는 성능으로 주목받고 있는 실리콘 카바이드 (SiC) 소재를 채용한 디바이스의 브랜드입니다. 로옴은 웨이퍼 제조에서 제조 프로세스, 패키징, 품질 관리 방법에 이르기까지 SiC의 진화에 꼭 필요한 기술을 독자적으로 개발하고 있습니다. 또한, 제조 공정에 있어서도 일관 생산 체제를 채용함으로써, SiC 분야의 리딩 컴퍼니로서 입지를 확립하였습니다.

・EcoSiC™는 로옴 주식회사의 상표 또는 등록상표입니다.

＜용어 설명＞

※1 : Half-bridge / Common-Source: 2개의 MOSFET로 구성되는 전력 변환 회로의 기본 구성. Half-bridge는 MOSFET를 상하 직렬로 접속하고 그 접속점에서 출력하는 방식. 상하 MOSFET를 교대로 스위칭함으로써 출력전압을 플러스 / 마이너스로 전환할 수 있어, 인버터 및 모터 구동 회로 등 고효율 전력 변환의 기본 구성으로서 널리 사용된다.
Common-Source는 2개의 MOSFET의 소스 단자를 연결하여, 각각의 드레인에서 출력하는 방식. 소스 단자를 공통으로 사용함으로써 게이트 구동 회로를 간소화할 수 있어, 멀티 레벨 인버터 등에서 사용된다.
※2 : NPC계 멀티 레벨 회로의 종류: NPC (Neutral Point Clamped)는 출력전압을 ＋, 0, −의 3단계로 분할하여, 스위칭 소자로의 전압 부하를 억제하는 멀티 레벨 회로 방식. 이 「0V」의 상태를 구현하기 위해 사용되는 것이 중성점 (Neutral Point)이며, 정전압과 부전압의 중간에 위치하는 접점을 가리킨다.
T-NPC (T-type NPC)는 중성점을 안정시키기 위해 사용하는 다이오드를 MOSFET와 같은 스위칭 디바이스로 대체한 구성으로, 한층 더 고효율 동작이 가능해진다. ANPC (Active NPC)는 중성점의 전위 자체를 스위치로 제어함으로써, 한층 더 매끄러운 출력 파형과 고정밀도 전력 변환을 실현한다. T-NPC 및 ANPC는 한층 더 고출력 · 고효율이 요구되는 용도에 적합하다.
※3 : ePTO (electric Power Take-Off): 전동 차량의 모터나 배터리의 전력을 사용하여 차량 이외의 작업 기계나 장치 (유압 펌프, 컴프레서 등)를 구동하는 시스템. 기존의 내연기관차에서 사용되어 온 PTO (Power Take-Off)를 전동화한 것으로, 환경 대응형 상용차 · 작업차에서 활용되고 있다.

＜신제품 프레젠테이션 "Featured Products"＞

2in1 SiC 몰드 모듈
DOT-247
SCZ40xx 시리즈 (PDF : 1.3MB)

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