새로운 트랜스폼 백서, 상시 오프 D-모드 GaN과 상시 오프 E-모드 GaN의 장점 비교

골레타, 캘리포니아 -- 비즈니스와이어 -- 견고한 질화갈륨(GaN) 전력 변환 제품의 글로벌 리더인 트랜스폼(Transphorm, Inc.)(나스닥: TGAN)은 최신 백서 ‘캐스코드 구성에서 D-모드 GaN의 근본적인 이점(The Fundamental Advantages of D-Mode GaN in Cascode Configuration)’을 발간했다고 발표했다.

이 백서는 캐스코드(상시 오프) d 모드 GaN 플랫폼이 제공하는 고유한 이점에 대한 간략한 튜토리얼을 제공한다. 중요한 점은 백서가 e-모드 플랫폼의 본질(물리학)이 궁극적으로 상시 오프 솔루션이 제공하는 내재적 성능 이점의 일부를 어떻게 감소시키는지 설명한다는 것이다. 백서는 여기(https://bit.ly/wpdmodegan)에서 다운로드할 수 있다.

◇ 백서 주요 내용

상시 오프 d-모드 GaN 플랫폼이 제공하는 다음과 같은 몇 가지 주요 이점을 보여준다.

1. 더 높은 성능 구현: 우수한 TCR(~25%)과 낮은 동적 대 정적 온저항 비율(~25%)로 인해 손실이 적고 효율이 높으며 성능 지수(figure-of-merit, FOM)가 개선된다. 2. 더 높은 전력 레벨에서 쉽게 작동: 트랜스폼 d-모드에서는 포화 전류가 더 높은 반면, e-모드는 동일한 암페어를 달성하려면 병렬로 연결해야 한다(이로 인해 전력 밀도 및 신뢰성이 저하됨). 3. 견고하고 쉬운 구동성: e-모드의 p-게이트 제한이 없는 실리콘 MOSFET SiO2 게이트 인터페이스를 사용하는 가장 견고한 게이트로 실리콘 기반 드라이버 및 컨트롤러와의 호환성을 갖췄다.

트랜스폼의 사업 개발 및 마케팅 담당 수석부사장인 필립 주크(Philip Zuk)는 “와이드 밴드갭 업계에서는 어떤 솔루션이 더 나은지에 대해 오랫동안 논쟁이 있어 왔다. 상시 오프 d-모드 GaN이냐 e-모드이냐의 논쟁”이라며 “우리는 처음 시장에 진입할 때 두 가지 옵션을 모두 검토한 결과, 가장 높은 성능과 광범위한 드라이버 호환성을 갖춘 가장 안정적인 옵션인 상시 오프 d 모드 솔루션을 선택했다. 상시 오프 d 모드는 또한 e-모드가 아직 반복적으로 입증하지 못한 시스템 설계 기능을 갖춘 포괄적인 장기 로드맵을 제공했다. 이 백서는 고객이 GaN 장치를 선택할 때 얻을 수 있는 이점을 더 잘 이해할 수 있도록 당사가 GaN을 설계하는 이유를 명확하게 설명하는 것을 목표로 한다”고 밝혔다.

트랜스폼은 10년이 넘는 기간에 저전력에서 고전력 시스템에 이르기까지 가장 광범위한 애플리케이션을 지원하는 가장 신뢰할 수 있는 GaN 플랫폼(현재 2000억 시간 이상 현장 운영)으로 업계를 이끄는 데 성공적이었다. 트랜스폼은 최초로 JEDEC 인증을 획득했다. 또한 최초로 AEC-Q101(자동차) 인증을 획득했고 900V 플랫폼을 최초로 출시했다. 현재 800V 전기 자동차 배터리 애플리케이션을 위한 1200V 플랫폼도 개발 중이다.

트랜스폼은 마이크로 인버터 및 양방향 시스템을 포함한 타깃화된 설계에서 부품 수를 2개에서 4개까지 줄일 수 있는 4사분면 스위치를 시연했다. 또한 5마이크로초의 단락 내성 시간(short circuit withstand times, SCCL)을 입증해 수십억 달러 규모의 모터 제어 및 전기 자동차 파워트레인 애플리케이션 시장을 뚫었다.

포괄적인 제품 플랫폼을 통해 다양한 애플리케이션에서 10와트에서 최대 7.5kW에 이르는 고객 제품의 디자인 인(design ins) 및 생산량 증가가 이루어졌다. 그 범위는 컴퓨팅(데이터센터 및 네트워킹 전원 공급 장치, 고성능 게이밍, 블록체인, AI 컴퓨팅), 에너지/산업(미션 크리티컬 UPS 및 마이크로 인버터), 소비자 어댑터/고속 충전기(노트북, 모바일, 가전제품)까지 다양하다. 트랜스폼은 이 모든 것이 고객들이 처음에 상시 오프 d 모드 설계를 선택한 덕분이라고 말한다.

◇ 백서 시놉시스

백서는 전반적으로 GaN이 물리학적인 면에서 제공하는 이점을 다루고 있다. 그리고 상시 오프 d 모드 GaN 솔루션이 이러한 고유한 이점을 극대화해 신뢰성, 설계 가능성, 구동성, 제조 가능성 및 다용도성을 갖춘 우수한 플랫폼을 만드는 방법을 다룬다.

특히 GaN HEMT 스택에서 즉흥적으로 형성되는 자연 현상인 2차원 전자 기체 채널(2-dimensional electron gas channel, 2DEG)의 역할을 탐구한다. 모든 GaN 플랫폼(e 모드 포함)은 일반적으로 상시 온 d 모드(normally-on d-mode) 플랫폼이 핵심이므로, 이 백서에서는 플랫폼 스위치를 끄기 위해 d 모드 기반 접근법을 선택하는지 여부에 따라 2DEG 및 전반적 플랫폼 성능이 어떻게 영향을 받는지를 검토한다.

마지막으로 상시 오프 d-모드 및 e-모드 디바이스에 관한 일부 잘못된 상식을 바로잡는다.

◇ 백서 액세스

이 백서는 무료로 제공되며 여기에서 다운로드할 수 있다. https://www.transphormusa.com/en/document/wp-dmode-gan-advantages/

트랜스폼 소개

트랜스폼은 GaN 혁명의 글로벌 리더이며 고전압 전력 변환 애플리케이션을 위한 높은 안정성의 고성능 GaN 반도체를 설계 및 생산한다. 1000개 이상의 특허를 소유 또는 등록한 최신 전력 GaN IP 포트폴리오를 보유한 트랜스폼은 업계 최초로 JEDEC 및 AEC-Q101 적격 고전압 GaN 반도체 기기를 생산하고 있다. 이 회사의 수직적 통합 기기 비즈니스 모델은 설계, 패브리케이션, 기기 및 애플리케이션 지원까지 모든 개발 단계에 적용할 수 있다. 트랜스폼의 혁신을 통해 전력 전자 기기는 실리콘의 제한을 뛰어넘어 99%가 넘는 효율성, 50% 늘어난 전력 밀도 및 20% 낮아진 시스템 비용을 달성하게 됐다. 트랜스폼은 미국 캘리포니아주 골레타에 본사를 두고 있으며 골레타와 일본 아이즈에 제조 시설을 운영 중이다.

웹페이지: www.transphormusa.com 팔로우: Twitter @transphormusa 및 WeChat @ Transphorm_GaN

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출처:Transphorm, Inc.

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