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고온 시, ON 저항을 약 30% 저감! 제5세대 SiC MOSFET 개발

＜개요＞

제 5세대 SiC MOSFET 이미지 고온 환경에서의 ON 저항 저감

로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 xEV (전기자동차)용 트랙션 인버터※를 비롯한 차량용 전동 파워 트레인 시스템 및 AI 서버 전원, 데이터 센터 등의 산업기기용 전원에 최적인 최신 EcoSiC™, 「제5세대 SiC MOSFET」를 개발하였습니다.
로옴은 제5세대 SiC MOSFET의 개발에 있어서 소자 구조의 개선 및 제조 프로세스의 최적화를 통해 파워 일렉트로닉스 회로의 실제 사용 환경에서 중요시되는 고온 동작 시 (Tj=175℃)의 ON 저항치를 기존의 제4세대 제품 대비 약 30％ 저감하였습니다 (동일한 내압 및 칩 사이즈 제품 비교). 이에 따라, xEV용 트랙션 인버터 등 고온 환경에서 사용되는 어플리케이션에서 유닛의 소형화 및 고출력화에 기여합니다.
제5세대 SiC MOSFET는 2025년부터 베어칩 샘플의 제공을 시작하고, 2026년 3월에 개발을 완료하였습니다.
또한, 2026년 7월부터는 제5세대 SiC MOSFET를 탑재한 디스크리트 및 모듈의 샘플 제공도 개시합니다. 라인업 확대와 더불어, 풍부한 설계 툴을 전개하여 어플리케이션 설계의 서포트 체제를 강화해 나갈 예정입니다.

＜배경＞

최근, 산업기기 분야에서는 생성 AI나 대규모 데이터 처리의 보급에 따라, AI 처리 등을 실행하는 고성능 서버의 도입이 가속화되고 있습니다. 이러한 어플리케이션의 경우 전력 밀도가 높아지기 때문에, 전력 계통의 부하 증대와 특정 지역에서의 수급 부족이 우려되고 있습니다. 이러한 과제의 해결책으로서 태양광 등의 재생 가능 에너지와 전력 공급망 등을 조합한 스마트 그리드의 도입이 주목받고 있지만, 에너지 변환이나 에너지 저장 단계에서의 손실 저감이 또 다른 과제로 대두되고 있습니다. 그리고, 자동차기기 분야의 차세대 전기자동차에 있어서는 주행 가능 거리의 연장 및 충전 속도의 향상과 함께, 인버터의 저손실화 및 OBC (차량용 충전기)의 성능 향상이 요구되고 있습니다. 이와 같이 수kW~수백kW 급의 대전력으로 동작하는 어플리케이션에 있어서 손실 저감과 고효율화를 동시에 실현할 수 있는 SiC 디바이스의 보급이 가속화되고 있습니다.
로옴은 2010년에 세계 최초로 SiC MOSFET의 양산을 개시하고, 자동차기기 신뢰성 규격 (AEC-Q101)에 준거하는 제품 라인업을 구비하는 등 폭넓은 대전력 어플리케이션에 SiC를 적용함으로써, 에너지 손실 저감에 기여해 왔습니다. 또한, 2020년 6월부터 샘플 제공을 개시한 제4세대 SiC MOSFET는 SiC의 보급 단계에서 디스크리트 및 모듈 등 다양한 라인업을 전개하여, 자동차기기 및 산업기기의 글로벌 메이커에 채용되고 있습니다. 이번에 개발한 제5세대 SiC MOSFET는 업계 최고 수준의 저손실을 실현하여, SiC 탑재 어플리케이션의 확대를 한층 더 가속화할 것입니다.
앞으로도 로옴은 제5세대 SiC MOSFET의 내압 및 패키지 라인업을 확충해 나갈 계획입니다. 보급 단계에 진입한 SiC의 적용 어플리케이션을 한층 더 확대함으로써, 다양한 대전력 어플리케이션에서 전력의 유효 활용에 기여해 나갈 것입니다.

＜어플리케이션 예＞

자동차기기 : xEV용 트랙션 인버터, 차량용 충전기 (OBC), DC-DC 컨버터, 전동 컴프레서
산업기기 : AI 서버 및 데이터 센터 등의 전원, PV 인버터, ESS (에너지 저장 시스템), UPS (무정전 전원 장치)
              eVTOL, AC 서보

＜「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 브랜드 로고

・EcoSiC™는 로옴 주식회사의 상표 또는 등록상표입니다.

＜용어 설명＞

※트랙션 인버터
전동차의 구동용 모터는 위상차 120도의 3상 교류로 구동된다. 이러한 3상 교류를 실현하기 위해 배터리로부터 공급되는 직류를 교류로 변환하는 인버터가 트랙션 인버터다.