전력반도체 분류
❍ 전력반도체 소자는 크게 실리콘 기반 소자와 화합물 기반 소자로 분류함
- 화합물 기반 소자는 결정이 두 종류 이상의 원소 화합물로 구성된 반도체
- SiC(탄화 규소) 전력반도체 소자와 GaN(질화 갈륨) 전력반도체 소자 그리고 Ga2O3(산화갈륨) 전력반도체 소자로 WBG 소재의 물성을 기반으로 한 전력반도체 상용화에 성공
- 소재 자체의 가공 특성과 제조 공정 어려움으로 인한 높은 가격 때문에 시장 확장에 어려움
- SiC, GaN 소재로 만든 전력반도체의 경우 소자의 높은 가격 문제를 소재적 장점으로 극복하기 위한 차세대 전력반도체 소재로 Ga2O3(산화 갈륨) 등 신소재가 부각
❍ 전력반도체는 Si 기반 전력반도체 위주의 제품이 상용화되어 널리 활용되어 왔으나, 최근 전기차, 신재생에너지과 같은 고전압, 고주파 등 제품 환경변화에 따라 SiC, GaN 등 WBG 화합물 반도체 기술이 급부상하고 있음
- 화합물 반도체는 아직 기술 수준은 낮지만, 충전시스템, 인버터 등 활용처는 점진적으로 확대되고 있는 상황
- SiC, GaN, Ga2O3 화합물 반도체는 고전압에도 견딜 수 있으며, 전력변환 효율이 우수한 특성을 바탕으로 전기차, 신재생에너지 인버터용 소자 개발이 주로 이루어졌으며 최근에는 초고전압 소자 기술개발 요구가 증가
❍ (개별 소자) 디바이스 또는 Discrete라고 불리며 전력 변환 및 전력제어 등에 사용되는 전력반도체 소자임
- 웨이퍼 Die에서 별도의 Package 과정을 거쳐 제품화되는 반도체 디바이스로서 다이오드, 파워 트랜지스터, 사이리스터(Thyristor) 등으로 구분됨
❍ (집적회로) 주로 파워 IC로 불리며 각종 Driver IC로 구성되며, 수십억 개의 전자부품과 개별 소자들을 한 개의 칩 속에 집적한 소자임
- 개별 소자를 컨트롤하는 역할을 수행하며 별도의 Package를 통해 제품화되거나 IGBT 등 개별 소자와 함께 모듈로도 사용
❍ (모듈) 웨이퍼 수준에서의 개별 소자들을 한 패키지에 넣어 성능을 향상시키거나 컨트롤용 파워 IC와 보호회로 등을 추가로 넣어 하나의 Package로 집적한 것임
- 모듈개발을 위한 핵심기술은 전력 소자, 파워 IC 및 회로설계, 집적화 모듈설계기술, 소재 및 패키징 기술, 모듈제조 공정 기술임
- 최근 전력반도체의 모듈이 적용되는 제품들은 더 축소되고 더 높은 신뢰성이 요구되고 있어, 모듈의 집적도를 높이면서 높은 신뢰성을 확보하고 대량 생산이 가능하도록 기술개발이 이루어지고 있음
출처 : https://www.bistep.re.kr/kor/ajx_json/UploadMgr/downloadRun.do?qcode=Qm9hcmQsMjU4NyxZ