트랜스폼, 99% 효율의 1200V GaN 트랜지스터 시연

고신뢰성, 고성능 질화갈륨(GaN) 전력변환(Power Switching) 제품을 공급하는 트랜스폼(Transphorm)이 IEEE 콘퍼런스 ‘국제 전력반도체 기기·IC 심포지움(ISPDS)’에서 1200V GaN 디바이스 연구개발(R&D) 결과를 공개할 예정이라고 24일(미국 현지시간) 발표했다.

트랜스폼은 자사의 1200V GaN 디바이스가 동급 온저항 SiC MOSFET보다 99% 이상 뛰어난 효율성과 성능을 제공한다고 밝혔다. 이 회사는 ARPA-E 서킷(ARPA-E CIRCUITS) 프로그램의 재정 지원을 받아 전기차 모빌리티, 인프라 전력 시스템, 산업 및 재생 에너지 시스템용으로 1200V GaN 디바이스를 개발해 왔다. 

트랜스폼은 오는 5월에 있을 ISPSD 프레젠테이션에서 1200V GaN 디바이스에 대한 세부 정보와 성능 분석 결과를 공개할 예정이다. 이 회사는 하드-스위치 동기 승압 하프 브리지 토폴로지(hard-switched, synchronous boost half bridge topology)를 통해 성능을 분석했다. TO-247 패키지로 구성한 1차 1200V GaN 디바이스의 R_DS(on)은 70 mΩ이며 스케일링이 쉬워 저항을 낮추되 출력 준위를 높일 수 있다. 초기 결과에 따르면 항복 전압(breakdown voltage)이 1400 V가 넘고, 누설 전류(leakage current)는 현저히 낮다고 한다.

우메시 미쉬라(Umesh Mishra) 트랜스폼 공동설립자 겸 최고기술책임자(CTO)는 "트랜스폼의 목표는 안정적인 초고전압 GaN 제품을 제공하여 전력 시스템을 개발하는 고객의 선택지를 넓히는 것"이라며 "1200V GaN FET를 활용하면 SiC 솔루션보다 디자인 가용성, 비용 효율성, 성능이 뛰어난 전력 시스템을 개발할 수 있다. 1200V GaN FET는 GaN 전력전자 업계에 중요한 이정표가 될 것”이라고 자평했다.

미국 에너지부 고등연구계획국(Advanced Research Projects Agency - Energy) 기술 연구 부책임자인 이시크 키지라일리(Isik Kizilyalli) 박사는 “1200V GaN은 업계에서 이미 논의돼 왔지만 성공을 거두기 어렵다는 인식이 컸다."면서 "트랜스폼은 일리노이 공과대학교가 이끄는 ARPA-E 서킷 프로그램의 지원을 통해 1200V 디바이스 노드에서 고효율 800V 스위칭으로 GaN 성능을 보여주는 중요한 돌파구를 마련했다”고 평가했다.

트랜스폼은 2023년에 1200V FET 샘플링이 가능할 것으로 전망하고 있다.

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AEM_Automotive Electronics Magazine