로옴, '저손실·고내성' 650V 내압 4세대 IGBT 개발

차량 전동 컴프레서·산업용 인버터 조준

로옴(ROHM)이 디바이스 구조를 개선해 전력 손실을 줄이고 내구성을 높인 차세대 전력 반도체를 선보였다. 

로옴은 차량용 전동 컴프레서, 고전압(HV) 히터 및 산업기기용 인버터에 최적화한 650V 내압 제4세대 IGBT를 개발했다고 19일 밝혔다.

(사진=로옴)

신제품은 차량용 650V 클래스 제품 중 업계 최고 수준인 1.55V의 낮은 도통손실을 달성했다. 도통손실은 전력 반도체가 켜진 상태에서 전류가 흐를 때, 반도체 자체 내부 저항 때문에 발생하는 에너지 손실을 뜻한다. 디바이스 내부 구조를 개선해 전류 밀도를 높였고, 켜져 있을 때 발생하는 도통손실과 온·오프 전환 시 스위칭 손실을 모두 저감했다. 

전력 반도체 시장에서 기술적 트레이드오프(상충 관계)로 꼽히는 저손실화와 단락 내량 향상을 동시에 달성했다. 높은 단락 내량을 확보해 회로 단락으로 과전류가 발생해도 시스템이 차단될 때까지 파괴되지 않고 견딜 수 있다. 자동차용 신뢰성 규격 'AEC-Q101' 인증을 획득해 안정성을 입증했다. 

현재 전기차 메인 인버터 영역에서는 고효율 실리콘카바이드(SiC) 전력 반도체 채용이 확산되고 있다. 반면 전력 용량이 상대적으로 작은 전동 컴프레서나 HV 히터 등 차량용 보조기기 영역에서는 여전히 650V 내압 실리콘 IGBT가 주력으로 쓰인다. 로옴은 고효율·소형화 수요에 대응해 라인업을 다변화하고 있다. 

제품은 TO-247N 패키지 12기종과 반도체 원판 형태 베어칩 10기종으로 공급된다. TO-247-4L 패키지 제품군도 개발 중이다. 지난 5월부터 월 100만개 생산체제로 양산을 시작했다. 공식 웹사이트에서 회로 설계용 SPICE 및 PLECS 모델 등 시뮬레이션 데이터를 지원한다. 

로옴 관계자는 "향후 표면실장이 가능한 소형 패키지와 상면 방열(TSC) 패키지 제품도 순차 개발할 계획"이라며 "고성능 IGBT 라인업을 확장해 자동차 및 산업기기 어플리케이션 고효율 구동에 기여하겠다"고 말했다.