전 세계 전력 이벤트에서 드러난 GaN 시장의 성숙

GaN 전력 공급 장치는 30W에서 20kW까지의 대규모 시장 부문에서 주도적인 역할을 할 것으로 예상됩니다

올해 APEC, ChargerLab의 Charging Expo, 그리고 PCIM과 같은 글로벌 전력 전자 전시회의 참가율은 전년 대비 평균 10% 증가했습니다. 모든 전시회에서 볼 수 있는 화려한 전시 뒤에는 Power Integrations의 CEO인 Balu Balakrishnan이 설명한 중요한 메시지가 숨어 있습니다.

올해 초 APEC 기조 연설에서 Balakrishnan은 “효율성과 재생 가능 에너지가 탄소 감소 목표를 달성하는 열쇠”이며, “전력 반도체는 저탄소 미래를 위해 필수적이며, 탄소 절감 목표의 69%를 달성할 수 있게 한다”고 말했습니다.

지난 5년 동안 전력 반도체 산업에 가장 큰 영향을 미친 기술은 와이드 밴드갭, 즉 질화갈륨(GaN)과 탄화규소(SiC) 장치이며, 특히 GaN은 높은 효율과 높은 전력 밀도를 가능하게 하여 많은 응용 분야에서 선택되는 전력 반도체 기술로 급부상하고 있습니다.

GaN을 "성숙한" 기술로 묘사하기에는 아직 이르지만, 확실히 그 방향으로 나아가고 있습니다. Balakrishnan이 "30W 이상이면 (Power Integrations는) GaN을 사용한다"고 말했듯이, APEC 및 기타 장소에서 수많은 새로운 GaN 기반 장치들이 출시되고 있으며, 관련 논의의 양도 증가하고 있습니다. GaN 산업은 통합이 진행되고 있으며, 최근 인피니언의 GaN Systems 인수가 완료되었고, 르네사스는 Transphorm을 인수할 의향을 발표했습니다. 추가적인 거래가 이어질 가능성도 큽니다.

Balakrishnan의 30W 이상의 응용 분야에서는 GaN이 명백한 선택이라는 견해에 따르면, APEC은 GaN과 관련된 또 다른 트렌드를 예고했습니다. 6년 전 PCIM에서 한 GaN 지지자는 가까운 미래에 GaN이 상용 시스템에서 사용되지 않을 것이라고 내기를 했습니다. 1년 후, Power Integrations는 Anker에 100만 개 이상의 GaN 기반 IC 솔루션을 출하했다고 발표했습니다. 당시와 현재의 충전기는 제조업체가 신뢰성을 증명할 수 있는 "낮은 열매"였으며, 신뢰성이 꼭 필요한 것은 아니었습니다.

지금은 GaN의 성능과 신뢰성이 입증되었으며, GaN을 구동하는 방법과 같은 설계상의 문제도 해결되었습니다(참고로, Power Integrations의 GaN IC에서는 이 문제가 처음부터 존재하지 않았습니다. 이는 전력 공급 IC에 드라이버 및 보호 회로가 포함되어 있기 때문입니다). GaN은 이제 신뢰성과 전력 수준이 훨씬 더 높은 다음 단계의 응용 분야로 진출할 준비가 되었습니다. APEC에서는 산업용 전력 공급 장치 및 데이터 센터 전력 시스템에서 GaN의 사용에 대한 상당한 추진력이 있었습니다.

Power Integrations는 1250V로 평가된 GaN 장치를 출시했으며, 이는 다른 경쟁업체의 어떤 GaN 제품보다 훨씬 높은 전압입니다. InnoSwitch3-EP 1250V （참고 설계）는 AI 서버 및 5G 기지국에 필요한 최대 5kW의 응용 프로그램을 지원합니다. Power Integrations는 또한 10-20kW GaN 전력 공급 장치가 가까운 미래에 실현 가능할 것이라고 생각하며, 이는 자동차 온보드 충전기 및 DC/DC 변환기 시장을 열 것입니다. Balakrishnan이 말했듯이, 거의 모든 30W에서 20kW까지의 시장은 기존 전력 토폴로지를 사용하여 GaN으로 대응할 수 있습니다.