GaN 디바이스의 성능을 최대화시키는 「초고속 구동 제어」 IC 기술 확립 GaN 디바이스와 제어 IC의 조합으로 전원 어플리케이션의 저전력화와 소형화에 기여
※2023년 3월 3일 현재 로옴 조사
2023년 3월 3일
＜개요＞
로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 GaN 디바이스 등 고속 스위칭 디바이스의 성능을 최대화시키는 초고속 구동 제어 IC 기술을 확립하였습니다. 최근, GaN 디바이스는 고속 스위칭 특성의 우위성으로 채용이 확대되고 있지만, 구동을 지시하는 역할을 담당하는 제어 IC의 고속화가 과제였습니다. 이러한 상황에서 로옴은, 전원 IC에서 축적해온 초고속 펄스 제어 기술 「Nano Pulse Control™」을 한층 더 진화시켜 제어 펄스 폭을 기존의 9ns에서 업계 최고※인 2ns까지 대폭 향상시키는데 성공하였습니다. 이러한 기술을 제어 IC에 탑재함으로써, GaN 디바이스가 지닌 성능을 최대화시킬 수 있는 초고속 구동 제어 IC 기술 확립에 성공하였습니다. 현재 본 기술을 사용한 제어 IC의 제품화를 추진하고 있으며, 2023년 후반에 100V 입력 1ch DC-DC 컨트롤러로 샘플 출하를 개시할 예정입니다. 로옴의 GaN 디바이스 「EcoGaN™ 시리즈」 등과 함께 사용함으로써 기지국이나 데이터 센터, FA 기기, 드론 등 다양한 어플리케이션의 대폭적인 저전력화와 소형화에 기여합니다. 앞으로도 로옴은 강점인 아날로그 기술을 중심으로 어플리케이션의 사용 상 편리성을 추구하여, 사회 과제를 해결할 수 있는 제품 개발을 추진해 나갈 것입니다.
오사카 대학 대학원 공학연구과 Mori Yusuke 교수
저전력을 실현하는 파워 반도체 재료로서 기대가 컸던 GaN에는 품질이나 비용 등 다양한 과제가 있었습니다. 이러한 상황에서 로옴은 신뢰성을 높인 GaN 디바이스의 양산 체제를 확립함과 동시에, 그 성능을 최대화시키기 위한 제어 IC의 개발도 추진하고 있습니다. 이는 GaN 디바이스의 보급을 위한 매우 큰 한걸음이 될 것으로 생각하고 있습니다. 파워 반도체의 성능을 최대한으로 발휘시키기 위해서는 웨이퍼, 디바이스, 제어 IC, 모듈 등 각각의 기술을 유기적으로 연계해야 합니다. 그러한 점에서, 일본에는 로옴을 비롯하여 많은 유력 기업이 존재합니다. 우리가 연구하는 GaN on GaN의 웨이퍼 기술과, 로옴의 디바이스, 제어 IC, 그리고 모듈까지 함께 협력함으로써, 탈탄소 사회의 실현에 기여하고자 합니다.
＜배경＞
전원 회로부의 소형화를 추구함에 있어서, 고주파 스위칭에 의한 주변 부품의 소형화가 필요합니다. 이를 위해서는 GaN 디바이스 등 고속 스위칭 디바이스의 구동 성능을 최대화시키는 제어 IC가 필요했습니다. 이번에 주변 부품을 포함한 솔루션 제안을 실현하기 위해 로옴의 강점인 아날로그 전원 기술 중 하나인 「Nano Pulse Control™」을 탑재한, GaN 디바이스에 최적인 초고속 구동 제어 IC 기술을 확립하였습니다.
＜제어 IC 기술의 상세 내용＞
로옴의 수직 통합형 생산 체제를 통해 회로 설계 · 프로세스 · 레이아웃의 아날로그 기술을 결집하여 실현한 「Nano Pulse Control™」을 탑재하였습니다. 독자적인 회로 구성으로 제어 IC의 최소 제어 펄스 폭을 기존의 9ns에서 2ns까지 대폭 향상시킴으로써 48V계, 24V계 어플리케이션을 중심으로 고전압에서 저전압으로의 강압 변환을 1개의 전원 IC로 구성 (최대 60V ~ 0.6V)할 수 있습니다. GaN 디바이스와 함께 사용함으로써, 고주파 스위칭을 통한 구동 주변 부품의 소형화에 최적입니다. 또한, 본 기술을 탑재한 DC-DC 컨트롤러 IC (개발중)와 EcoGaN™을 사용한 전원 회로 비교 시, 일반품 대비 86%의 실장 면적 삭감을 실현합니다.
＜Nano Pulse Control™＞
나노초 (ns)의 스위칭 ON 시간 (전원 IC의 제어 펄스 폭) 실현으로, 기존에는 불가능했던 고전압에서 저전압으로의 변환을 가능하게 하는 초고속 펄스 제어 기술입니다. Nano Pulse Control™ 기술의 상세 정보는 하기 URL을 참조하여 주십시오. https://www.rohm.co.kr/support/nano
＜EcoGaN™＞
EcoGaN™은 GaN이 지닌 낮은 ON 저항과 고속 스위칭 성능을 최대화시킴으로써 어플리케이션의 저소비전력화와 주변 부품의 소형화, 설계 공수와 부품수 삭감을 모두 지향하는 저전력 · 소형화에 기여하는 로옴의 GaN 디바이스입니다.
*EcoGaN™, Nano Pulse Control™은 로옴 주식회사의 상표 또는 등록상표입니다.
＜Mori Yusuke 교수 프로필＞
오사카 대학 대학원 공학연구과의 준교수 등을 거쳐, 2007년 교수에 취임. GaN 결정 성장 기술 등의 개발과 연구를 담당하여, 결정 양산 기술 확립. 현재 GaN 디바이스의 보급을 추진하기 위해, GaN 기판 상에 GaN 트랜지스터를 형성하는 GaN on GaN 웨이퍼 기술의 고품질화 활동 및 다수의 기업과 산학연계도 추진하는 등, GaN 기술 응용 연구 분야의 제1인자. 2008년 문부과학대신 표창 과학기술상을 비롯하여, 최근에는 2022년 일본 전국 발명 표창 「미래 창조 발명 장려상」, 2022년 제13회 화합물 반도체 일렉트로닉스 업적상 (아카사키 이사무 상) 수상.
GaN 디바이스의 성능을 최대화시키는 「초고속 구동 제어」 IC 기술 확립
GaN 디바이스와 제어 IC의 조합으로 전원 어플리케이션의 저전력화와 소형화에 기여
※2023년 3월 3일 현재 로옴 조사
2023년 3월 3일
＜개요＞
로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 GaN 디바이스 등 고속 스위칭 디바이스의 성능을 최대화시키는 초고속 구동 제어 IC 기술을 확립하였습니다.
최근, GaN 디바이스는 고속 스위칭 특성의 우위성으로 채용이 확대되고 있지만, 구동을 지시하는 역할을 담당하는 제어 IC의 고속화가 과제였습니다.
이러한 상황에서 로옴은, 전원 IC에서 축적해온 초고속 펄스 제어 기술 「Nano Pulse Control™」을 한층 더 진화시켜 제어 펄스 폭을 기존의 9ns에서 업계 최고※인 2ns까지 대폭 향상시키는데 성공하였습니다. 이러한 기술을 제어 IC에 탑재함으로써, GaN 디바이스가 지닌 성능을 최대화시킬 수 있는 초고속 구동 제어 IC 기술 확립에 성공하였습니다.
현재 본 기술을 사용한 제어 IC의 제품화를 추진하고 있으며, 2023년 후반에 100V 입력 1ch DC-DC 컨트롤러로 샘플 출하를 개시할 예정입니다. 로옴의 GaN 디바이스 「EcoGaN™ 시리즈」 등과 함께 사용함으로써 기지국이나 데이터 센터, FA 기기, 드론 등 다양한 어플리케이션의 대폭적인 저전력화와 소형화에 기여합니다.
앞으로도 로옴은 강점인 아날로그 기술을 중심으로 어플리케이션의 사용 상 편리성을 추구하여, 사회 과제를 해결할 수 있는 제품 개발을 추진해 나갈 것입니다.
오사카 대학 대학원 공학연구과 Mori Yusuke 교수
저전력을 실현하는 파워 반도체 재료로서 기대가 컸던 GaN에는 품질이나 비용 등 다양한 과제가 있었습니다. 이러한 상황에서 로옴은 신뢰성을 높인 GaN 디바이스의 양산 체제를 확립함과 동시에, 그 성능을 최대화시키기 위한 제어 IC의 개발도 추진하고 있습니다. 이는 GaN 디바이스의 보급을 위한 매우 큰 한걸음이 될 것으로 생각하고 있습니다.
파워 반도체의 성능을 최대한으로 발휘시키기 위해서는 웨이퍼, 디바이스, 제어 IC, 모듈 등 각각의 기술을 유기적으로 연계해야 합니다. 그러한 점에서, 일본에는 로옴을 비롯하여 많은 유력 기업이 존재합니다.
우리가 연구하는 GaN on GaN의 웨이퍼 기술과, 로옴의 디바이스, 제어 IC, 그리고 모듈까지 함께 협력함으로써, 탈탄소 사회의 실현에 기여하고자 합니다.
＜배경＞
전원 회로부의 소형화를 추구함에 있어서, 고주파 스위칭에 의한 주변 부품의 소형화가 필요합니다. 이를 위해서는 GaN 디바이스 등 고속 스위칭 디바이스의 구동 성능을 최대화시키는 제어 IC가 필요했습니다.
이번에 주변 부품을 포함한 솔루션 제안을 실현하기 위해 로옴의 강점인 아날로그 전원 기술 중 하나인 「Nano Pulse Control™」을 탑재한, GaN 디바이스에 최적인 초고속 구동 제어 IC 기술을 확립하였습니다.
＜제어 IC 기술의 상세 내용＞
로옴의 수직 통합형 생산 체제를 통해 회로 설계 · 프로세스 · 레이아웃의 아날로그 기술을 결집하여 실현한 「Nano Pulse Control™」을 탑재하였습니다. 독자적인 회로 구성으로 제어 IC의 최소 제어 펄스 폭을 기존의 9ns에서 2ns까지 대폭 향상시킴으로써 48V계, 24V계 어플리케이션을 중심으로 고전압에서 저전압으로의 강압 변환을 1개의 전원 IC로 구성 (최대 60V ~ 0.6V)할 수 있습니다. GaN 디바이스와 함께 사용함으로써, 고주파 스위칭을 통한 구동 주변 부품의 소형화에 최적입니다. 또한, 본 기술을 탑재한 DC-DC 컨트롤러 IC (개발중)와 EcoGaN™을 사용한 전원 회로 비교 시, 일반품 대비 86%의 실장 면적 삭감을 실현합니다.
＜Nano Pulse Control™＞
나노초 (ns)의 스위칭 ON 시간 (전원 IC의 제어 펄스 폭) 실현으로, 기존에는 불가능했던 고전압에서 저전압으로의 변환을 가능하게 하는 초고속 펄스 제어 기술입니다.
Nano Pulse Control™ 기술의 상세 정보는 하기 URL을 참조하여 주십시오.
https://www.rohm.co.kr/support/nano
＜EcoGaN™＞
EcoGaN™은 GaN이 지닌 낮은 ON 저항과 고속 스위칭 성능을 최대화시킴으로써 어플리케이션의 저소비전력화와 주변 부품의 소형화, 설계 공수와 부품수 삭감을 모두 지향하는 저전력 · 소형화에 기여하는 로옴의 GaN 디바이스입니다.
*EcoGaN™, Nano Pulse Control™은 로옴 주식회사의 상표 또는 등록상표입니다.
＜Mori Yusuke 교수 프로필＞
오사카 대학 대학원 공학연구과의 준교수 등을 거쳐, 2007년 교수에 취임.
GaN 결정 성장 기술 등의 개발과 연구를 담당하여, 결정 양산 기술 확립. 현재 GaN 디바이스의 보급을 추진하기 위해, GaN 기판 상에 GaN 트랜지스터를 형성하는 GaN on GaN 웨이퍼 기술의 고품질화 활동 및 다수의 기업과 산학연계도 추진하는 등, GaN 기술 응용 연구 분야의 제1인자.
2008년 문부과학대신 표창 과학기술상을 비롯하여, 최근에는 2022년 일본 전국 발명 표창 「미래 창조 발명 장려상」, 2022년 제13회 화합물 반도체 일렉트로닉스 업적상 (아카사키 이사무 상) 수상.
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