도요타, 반도체 이용 車 연비 10% ↑ 눈길

전력제어유닛용 실리콘카바이드 반도체 개발

도요타가 신형 반도체를 통해 연비를 10% 이상 향상시켰다.

20일(현지시간) 도요타자동차는 차량 부품 업체인 덴소와 자사 중앙연구개발센터(CRDL)가 공동으로 개발한 자동차 전력제어유닛(PCU)용 실리콘카바이드(SiC) 전력 반도체를 개발했다고 밝혔다.

도요타는 이를 통해 하이브리드 자동차 연비를 10% 가량(일본 정부 측정 기준) 개선할 수 있을 것이라고 설명했다.

이는 새로운 소재인 SiC로 만든 PCU가 기존 실리콘 소재로 만든 PCU 대비 매우 작은 크기로 줄어들어 에너지 소모량도 감소하기 때문이다. 도요타는 향후 지금의 1/5 수준까지 크기를 줄일 계획이다.또 SiC로 만든 PCU의 경우 전원을 켜고 끌 때 실리콘 소재 PCU보다 전력 손실도 더 적고, 코일과 캐퍼시터를 포함한 PCU 전체 패키지 크기도 40% 수준까지 줄일 수 있다는 것이 도요타의 설명이다.

PCU는 하이브리드 자동차 등에서 배터리로부터 전력을 공급 받아 이를 자동차 곳곳에 분배해주는 부품이다. 기존 하이브리드 자동차는 25%의 전력 손실을 보이는데 이 중 20%가 전력 반도체에서 발생한다. 도요타와 덴소 연구진은 SiC 소재를 이용해 PCU 내 저항을 낮춰 전력 손실을 줄였다.

도요타 중앙연구개발센터와 덴소는 1980년대부터 SiC 소재에 대한 기초 연구를 시작했으며 이후 연구를 거듭해 지난해 말 SiC 기반 전력 반도체 생산 공장을 건설하기 시작했다.

SiC는 질화갈륨(GaN)과 함께 현재 반도체 웨이퍼를 만드는 주 소재인 실리콘을 대체할 소재로 주목 받아 왔으며 이를 기반으로 한 반도체 웨이퍼 상용화 연구가 잇따르고 있는 떠오르는 소재다.

도요타는 새로운 PCU를 적용한 차량을 연내 시범 주행 할 예정이다. 외신들은 도요타가 오는 2020년까지 실제 양산 차량에 적용할 것으로 보인다고 전했다.