ROHM News Detail

650V 내압 GaN HEMT로 소형 및 고방열 TOLL 패키지 개발!
오토모티브용 GaN 디바이스의 양산을 위해 개발 가속화

※2025년 2월 5일 로옴 조사

2025년 2월 5일

＜개요＞

GNP2070TD-Z
TOLL 패키지의 신제품과 일반품의 비교

로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 650V 내압 GaN HEMT※1의 TOLL (TO-LeadLess) 패키지 제품 「GNP2070TD-Z」의 양산을 개시하였습니다. TOLL 패키지는 소형, 고방열 특성과 동시에 전류 용량 및 스위칭 특성도 우수하여, 산업기기 및 자동차기기 중에서도 대전력 대응이 요구되는 어플리케이션에서 채용이 추진되고 있는 패키지입니다. 이번 패키지 제조에 있어서는 반도체 후공정 기업 (OSAT)으로서 풍부한 실적을 보유한 ATX SEMICONDUCTOR (WEIHAI) CO., LTD. (이하, ATX)에 위탁하였습니다.
신제품은 TOLL 패키지에 제2세대 GaN on Si Chip을 탑재하여 ON 저항과 입력 용량의 관계를 나타내는 디바이스 성능 지표 (RDS(ON)×Qoss※2)에 있어서, 업계 최고 수준※의 수치를 실현하였습니다. 이에 따라 고내압 및 고속 스위칭이 요구되는 전원 시스템의 한차원 높은 소형화와 저전력화에 기여합니다. 2024년 12월부터 양산 (샘플 가격 3,000엔 / 개, 세금 불포함) 및 인터넷 판매를 개시하여 CoreStaff Online™, Chip 1 Stop™ 등 온라인 부품 유통 사이트에서 구입 가능합니다.
신제품 양산에 있어서, 로옴은 베이스가 되는 일관 생산 체제에서 축적해온 디바이스 설계 기술 및 노하우를 활용하여 설계와 기획을 실시하였습니다. 그리고, 2024년 12월 10일에 발표한 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited (TSMC)와의 협업의 일환으로서 전공정은 TSMC, 후공정은 ATX에서 생산하고 있습니다. ATX와는 오토모티브용 GaN 디바이스의 생산에 있어서도 협업을 예정하고 있습니다. 오토모티브 분야에서 GaN 디바이스의 채용은 2026년부터 가속화될 것으로 예상하고 있습니다. 로옴은 자사에서의 개발과 더불어, 협업 활동을 강화함으로써 오토모티브용 GaN 디바이스의 신속한 시장 투입을 실현해 나갈 계획입니다.

ATX SEMICONDUCTOR (WEIHAI) CO., LTD. Director and General Manager, Liao Hongchang
자사에 생산 설비와 높은 제조 기술을 보유하여 웨이퍼 제조에서 패키징까지 내부에서 실시하는 로옴으로부터 생산 위탁을 받게 되어 매우 기쁘게 생각합니다. 로옴과는 2017년에 기술 교류를 시작, 현재에 이르기까지 한층 더 강력한 협력의 가능성을 모색하고 있습니다. 그리고, GaN 디바이스의 후공정 제조에 있어서 ATX의 실적 및 기술력을 평가받아, 이번 협업에 이르게 되었습니다. 또한, 로옴이 현재 개발중인 오토모티브용 GaN 디바이스에 대해서도 협업을 예정하고 있어, 앞으로도 다양한 분야에서 에너지 절약화 추진 및 지속 가능한 사회의 실현에 기여할 수 있도록 파트너십을 강화해 나갈 것입니다.

로옴 주식회사 AP 생산 본부 본부장 Satoshi Fujitani
로옴의 650V GaN HEMT의 TOLL 패키지 제품을 만족할 수 있는 성능으로 생산할 수 있게 되어 매우 기쁘게 생각합니다. 로옴은 GaN 디바이스를 단품으로 제공할 뿐만 아니라 로옴의 강점인 아날로그 기술을 베이스로 한 IC 등과 조합한 파워 솔루션을 제공하고 있으며, 이러한 설계를 통해 축적해온 노하우 및 기술을 디바이스 설계에도 활용하고 있습니다. 그리고, ATX와 같이 높은 기술력을 보유한 OSAT와 협업함으로써 급성장하는 GaN 시장에 대응하여 로옴의 강점을 활용한 디바이스를 제품화할 수 있게 되었습니다. 앞으로도 GaN 디바이스의 성능 향상을 통해 다양한 어플리케이션의 소형화 및 고효율화를 추진하여 인류의 풍요로운 생활에 기여해 나가고자 합니다.

＜배경＞

탈탄소 사회의 실현을 위해, 전 세계 전력 소비량의 대부분을 차지하는 전원 및 모터의 효율 개선은 전 세계적인 사회 과제로 대두되고 있습니다. 그 효율 개선의 열쇠가 되는 것이 바로 파워 디바이스로, 각종 전원의 한차원 높은 고효율화를 위해 SiC (실리콘 카바이드 : 탄화 규소) 및 GaN과 같은 신재료의 활용이 기대되고 있습니다.
로옴은 2023년 4월에 650V 내압의 제1세대 GaN HEMT를 양산하고, 2023년 7월에 게이트 드라이버와 650V 내압 GaN HEMT를 1패키지에 집약한 파워 스테이지 IC를 양산하였습니다. 그리고 이번에 하이파워 어플리케이션의 한차원 높은 소형 및 고효율화에 대한 시장 요구에 대응하기 위해, 기존의 DFN8080 패키지에 추가하는 형태로 650V GaN HEMT의 패키지 라인업을 강화, TOLL 패키지에 제2세대 소자를 탑재하여 제품화하였습니다.

＜EcoGaN™＞

EcoGaN™은 GaN의 성능을 최대화함으로써 어플리케이션의 저소비전력화와 주변 부품의 소형화, 설계 공수와 부품수 삭감을 동시에 실현하여 저전력 · 소형화에 기여하는 로옴의 GaN 디바이스입니다.

EcoGaN™

・EcoGaN™은 로옴 주식회사의 상표 또는 등록상표입니다.

＜제품 라인업＞

품명 데이터
시트		 드레인 -
소스
전압
VDS(Max.)
[V]		 드레인
전류
ID
[A]
TC=25℃		 드레인 -
소스
ON 저항
RDS(on)
(Typ.)
[mΩ]		 게이트
총전하량
Qg(Typ.)
[nC]		 출력용량
Qoss(Typ.)
@400V
[nC]		 역회복
전하량
Qrr(Typ.)
[pF]		 패키지
[mm]
NewGNP2070TD-Z PDF 650 27 70 5.2 50 0 TOLL-8N
TOLL-8N
[11.68×9.90×2.40]
☆GNP2050TD-Z - 32 50 6.7 58
☆GNP2025TD-Z - 47 25 13.4 138

☆ : 개발중

＜어플리케이션 예＞

서버 전원, AC 어댑터 (USB 충전기), 통신 기지국 전원, 산업기기 전원,
PV 인버터, ESS (Energy Storage System / 전력 저장 시스템),
기타 출력전력 500W~1kW 급의 폭넓은 전원 시스템에 탑재 가능합니다.

＜온라인 판매 정보＞

판매 시기 : 2024년 12월부터
판매 사이트 :
CoreStaff Online™, Chip 1 Stop™ 등
온라인 부품 사이트에서 순차적으로 판매 예정
・대상 품명 : GNP2070TD-ZTR

1개부터 구입 가능

  • CoreStaff Online
  • Chip 1 Stop

주) 「CoreStaff Online™」, 「Chip 1 Stop™」은 각사의 상표 또는 등록상표입니다.

＜ATX SEMICONDUCTOR (WEIHAI) CO., LTD.＞

ATX는 파워 디바이스의 조립 및 테스트 위탁을 실시하는 OSAT로, 중국 산동성 웨이하이시에 위치하고 있습니다. MOSFET, IGBT, SiC, GaN 등 총 50종류 이상의 패키지에 대응 가능하여, 연간 생산 능력은 57억개 이상입니다. 제품은 산업기기, 자동차기기, 재생 가능 에너지 (태양광 발전 등), 민생기기 등에 폭넓게 사용되고 있으며, 특히 전기자동차의 제어 분야에서는 국제적인 브랜드에서 높은 시장 점유율을 보유하고 있습니다.
ATX는 세계 TOP10에 들어가는 파워 디바이스 기업과 장기적으로 긴밀한 협력 관계를 확립하고 있으며, 독자적인 지적재산권 및 코어 기술을 보유한, 차세대 반도체 디바이스 개발의 리딩 컴퍼니입니다.
ATX에 대한 자세한 사항은 Web 사이트를 참조하여 주십시오. http://www.atxwh.com/

＜용어 설명＞

※1 : GaN HEMT
GaN (질화갈륨 / 갈륨 나이트라이드)이란, 차세대 파워 디바이스에 사용되는 화합물 반도체 재료. 일반적인 반도체 재료인 실리콘 (Si)에 비해 물성이 우수하여, 고주파 특성을 활용한 채용이 시작되고 있다.
HEMT란, High Electron Mobility Transistor (고전자 이동도 트랜지스터)의 약칭이다.
※2 : RDS(ON)×Qoss
디바이스 성능을 평가하는 지표로서, Qoss는 출력측에서의 드레인 – 소스간 총전하량을 가리킨다. 또한, RDS(ON)은 MOSFET 동작 (ON) 시 드레인 – 소스간의 저항치를 뜻한다. 수치가 작을수록 동작 시의 손실 (전력 손실)이 작아진다. 이 두가지 항목의 수치를 곱한 값이 낮을수록 스위칭 동작 효율이 향상되어 스위칭 손실이 적어진다.