미국 에너지정보청에 따르면, 2023년 기준 주거 및 상업용 건물에서 사용되는 에너지 소비는 미국 총 사용량의 27.6%를 차지한다. 전기화와 AI 도입이 증가하고, AI 데이터센터의 건설로 에너지 수요가 증가하면서 애플리케이션의 에너지 소비를 줄일 필요성이 커지고 있다. 따라서 전력을 효율적으로 변환할 수 있는 전력 반도체가 저탄소 배출의 핵심이다.

데이터센터의 수와 규모가 증가함에 따라 전자식 정류(EC) 팬에 대한 수요도 증가할 것으로 예상된다. 냉각 팬은 데이터센터의 모든 장비에 이상적인 작동 환경을 유지하며, 정확하고 오류 없는 데이터 전송을 위해 필수적이다. 

지능형 전력 및 센싱 기술 기업 온세미(onsemi)가 SPM 31 지능형 전력 모듈(IPM) ‘온세미 엘리트 실리콘 카바이드(EliteSiC) SPM 31 IPM’을 출시했다고 18일 발표했다.

EliteSiC SPM 31 IPM은 필드 스톱 7 IGBT 기술과 비교하면, 경량화된 폼 팩터에서 높은 에너지 효율과 전력 밀도를 제공해 총 시스템 비용이 낮다. 이러한 IPM은 향상된 열 성능, 감소된 전력 손실 및 빠른 스위칭 속도를 지원한다. 

이는 AI 데이터센터의 EC 팬, 히트 펌프, 상업용 HVAC 시스템, 서보 모터, 로보틱스, 가변 주파수 드라이브(VFD), 산업용 펌프 및 팬 등 3상 인버터 드라이브 애플리케이션에 적합하다. 한편, EliteSiC SPM 31 IPM은 40A에서 70A까지 폭넓은 전류 정격을 제공한다. 

안정적이며 고효율의 EC 팬 작동

EC 팬은 기존의 대형 IGBT 솔루션보다 더 높은 전력 밀도와 효율이 필요한데, EliteSiC SPM 31 IPM은 더 작은 풋프린트, 더 높은 성능, 간소화된 설계의 이점이 있다. 이는 개발 시간을 단축하고 총 시스템 비용을 낮추며 온실가스(GHG) 배출량을 줄일 수 있다. 

예를 들어, 70% 부하에서 전력 손실이 500W인 기존 IGBT 전력 통합 모듈을 사용하는 시스템 솔루션과 비교하면, 고효율 EliteSiC SPM 31 IPM은 연간 에너지 소비와 EC 팬당 비용을 52%까지 줄일 수 있다.

EliteSiC SPM 31 IPM은 독립적인 상측 게이트 드라이버, 저전압 집적 회로(LVIC), 6개의 EliteSiC MOSFET, 온도 센서로 구성된다. 이 모듈은 다이 크기를 줄이는 M3 SiC 기술을 기반으로 한다. SPM 31 패키지에서 사용될 때에는 SCW 성능이 향상된 하드 스위칭 애플리케이션에 최적화돼, 산업용 인버터 모터 드라이브에 적합하다.

이외에도 EliteSiC SPM 31 IPM은 감전 또는 화재 시 치명적인 장비 및 부품 고장 방지, 내장된 저전압 보호로 전압이 낮을 때 디바이스 손상 방지, 다양한 전류 정격 옵션, 국내외 안전 표준 충족 등의 이점이 있다.

한편, 온세미는 자동차 및 산업 시장을 중심으로 차량 전기화와 안전, 지속 가능한 에너지, 산업 자동화, 5G 및 클라우드 인프라 등 지능형 전력 및 센싱 기술을 개발한다.