덴소는 발표에서 SiC 전력 반도체(다이오드 및 트랜지스터)를 자동차 애플리케이션에 적용하기 위한 REVOSIC 기술을 개발했다고 밝혔습니다. DENSO는 탄화규소(SiC)가 기존 실리콘(Si)에 비해 고온, 고주파, 고압 환경에서 우수한 성능을 보이는 반도체 소재라고 강조했습니다. 따라서 시스템의 전력 손실, 크기 및 무게를 크게 줄이고 전기화를 가속화하기 위해 핵심 장치에 SiC를 사용하는 것은 상당한 주목을 받고 있습니다.

2014년, DENSO는 자동차 외 애플리케이션용 SiC 트랜지스터를 출시하여 오디오 제품용으로 상용화했습니다. DENSO는 차량용 애플리케이션 연구를 계속하고 있으며, 2018년 토요타는 Sora 연료 전지 버스에 차량용 SiC 다이오드를 사용했습니다.

덴소는 새로운 자동차용 SiC 트랜지스터를 개발했습니다. 이는 덴소가 자동차용 다이오드 및 트랜지스터에 SiC를 사용한 첫 사례입니다. 새롭게 개발된 SiC 트랜지스터는 트렌치 게이트 MOSFET을 적용한 덴소의 독자적인 구조 및 공정 기술을 통해 반도체 업계의 과제로 여겨지는 자동차 환경에서 높은 신뢰성과 성능을 제공합니다. SiC 전력 반도체(다이오드, 트랜지스터)를 탑재한 새로운 부스트 파워 모듈은 Si 전력 반도체를 탑재한 기존 제품보다 부피가 약 30%, 전력 손실이 약 70% 감소하여 소형화에 기여합니다. 부스트 파워 모듈은 차량 연비 향상에도 기여합니다.

DENSO는 REVOSIC 기술의 연구 개발에 지속적으로 노력하고 하이브리드 전기 자동차와 순수 전기 자동차를 포함한 전기 자동차에 적용을 확대하여 저탄소 사회를 구축하는 데 도움을 줄 것이라고 밝혔습니다.

최근 DENSO는 보도 자료를 통해 전력 반도체가 인체의 근육과 같다고 지적했습니다. ECU(뇌)의 명령을 기반으로 인버터, 모터(팔다리) 등의 부품을 움직입니다. 자동차 제품에 사용되는 대표적인 전력반도체는 실리콘(Si)으로 만들어진다. 이에 비해 탄화규소는 고온, 고주파, 고전압 환경에서 우수한 성능을 발휘하여 인버터 전력 손실, 크기 및 무게를 크게 줄이는 데 도움이 됩니다. 따라서 SiC 디바이스는 차량 전동화를 가속화한다는 점에서 주목을 받고 있다.

덴소는 자사의 탄화규소 전력반도체를 사용한 부스트 전력 모듈이 실리콘 전력반도체를 사용한 기존 제품에 비해 크기는 약 30% 작고, 전력 손실은 70% 적다고 지적했다. 이를 통해 제품 크기를 줄이고 차량 연비를 향상시킬 수 있습니다.

Denso 엔지니어들은 또한 실리콘에 비해 탄화규소는 저항이 낮아 전류가 더 쉽게 흐른다고 말했습니다. 이러한 특성으로 인해 프로토타입 SiC 장치는 갑작스러운 높은 전류 서지로 인해 손상되었습니다. 이를 위해 Denso의 여러 부서 협력을 통해 SiC의 저손실 성능을 최대한 활용하는 동시에 시중에 나와 있는 장치의 손상을 방지하는 방법에 대해 논의하고 우리 부서만으로는 생각해낼 수 없는 아이디어로 문제를 해결했습니다. 특수 드라이버 IC를 사용하여 고속에서 전류를 차단합니다.

실리콘 카바이드 특허: Denso가 5위

닛케이 보도에 따르면 차세대 반도체 소재인 탄화규소(SiC) 관련 특허 상위 5개를 일본과 미국 기업이 독점했다. 특허 분석을 진행하는 일본 특허결과회사(일본 특허결과회사)의 통계에 따르면 탄화규소 반도체 기판을 생산하는 미국의 크리(Cree)가 XNUMX위를 차지하고 있으며 로마(Roma), 스미토모전기공업(Sumitomo Electric Industries) 등 일본 기업이 뒤를 잇고 있다.

29월 XNUMX일 공개된 미국 특허 데이터를 기준으로 볼륨(Volume)과 주목도(Attention)로 점수를 계산했다. 실리콘카바이드는 기존 실리콘 반도체 기판 소재를 대체해 전력반도체의 성능 향상과 에너지 절약에 기여한다. 순수 전기차(EV), 태양광 발전 시스템용 인버터 등의 분야에서 탄화규소의 적용 범위는 지속적으로 확대되고 있다. 탈탄소 사회에서는 수요가 확대될 것으로 예상됩니다.

 특허결과 분석 결과 2위인 크리(Cree)는 탄화규소 기판 및 결정화 특허 분야에서 우위를 점하고 있는 것으로 나타났다. 5위 로마와 3위 덴소는 전력손실 감소에 장점이 있고, 4위 스미토모전기는 탄화규소보다 결정구조가 더 강하고, XNUMX위 미쓰비시전기는 반도체 소자구조에서 우위를 점하고 있다.

DENSO는 더 큰 목표를 가지고 있습니다

2019년 Toyota와 Denso는 새로운 합작 투자를 공동으로 발표했습니다. 신설회사는 주로 차세대 자동차용 반도체 기술을 개발한다. 이들은 산화갈륨과 다이아몬드, SiC(탄화규소)와 GaN(질화갈륨)에 도전할 수 있는 전력 반도체에 주목하고 있습니다.

새 합작법인은 제품의 기본 구조와 가공 기술에 대한 심도 있는 연구를 통해 전기차용 파워 모듈, 자율주행차용 주변 모니터링 센서 등 전자부품의 첨단 미래지향적 기술 개발에 집중할 예정이다.

IGBT를 생산할 수 있는 세계에서 몇 안 되는 OEM 중 하나인 도요타는 후지전기, 미쓰비시전기, 덴소와 긴밀한 협력 관계를 유지하고 있습니다. 덴소는 인피니언의 지분을 인수하고, 교토대학교가 설립한 기술 스타트업인 FLOSFIA와 협력하여 자동차용 반도체 제품의 개발 및 적용을 강화하고 있습니다. 이들은 모두 전기차용 파워 모듈의 비용과 크기를 줄이고 줄이기 위해 차세대 전력 반도체 소자에 투자하고 개발하고 있습니다.

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