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SiC 전력반도체

1. 개요

2. 효율 및 장점

3. 트렌치 구조

4. 활용 분야

5. 시장전망

6. 국내 전력반도체 개발 현황

7. 결론

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1. 개요

전력을 제어하는 반도체

실리콘(Si)과 탄소(C )가 1:1로 결합한 화합물이 기본 형태

전기형태를 변환하는 스위치 역할을 함

가전기기, 조명 등 모든 전기전자제품을 제어하는데 필요

인버터
- 배터리의 직류 전기를 교류 전기로 바꾸어 모터에 공급
- 인버터의 핵심부품 → 전력반도체

기존 실리콘 반도체에 비해 에너지 효율이 높음
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2. 효율 및 장점
고온, 고전압의 극한 환경예서 98% 이상의 전력 변환 효율 유지

같은 두께의 실리콘에 비해 10배 이상의 전압을 견뎌낼 수 있음
→ 10분의 1 두께만으로 일반 실리콘 반도체의 성능 발휘

반도체 소자가 감당하는 전압이 높고 전류용량이 큼

전력 소모가 작음 → 에너지 효율↑
- SiC 전력반도체로 전기차 인버터를 만들 경우
→ 에너지 효율이 최대 10% 이상 상승
→ 인버터의 부피와 무게를 줄일 수 있음

안전성과 범용성을 두루 갖춤
SiC 반도체를 이용한 차량용 인버터
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3. 트렌치 구조
전력반도체
→ 저항을 줄이는 것이 중요(저항이 클수록 손실되는 에너지량이 증가하기 때문)

소자의 저항을 줄이기 위해 도랑 형태의 구조를 가진 전력 반도체 개발
→ 트렌치 구조
→ 전자들이 수직으로 형성된 채널을 통과하며 효율적 이동 가능

기존 구조와 다르게 SiC 웨이퍼에 좁고 깊은 골(트렌치) 존재
- 채널이 차지하는 면적을 절약할 수 있음
- 전력 소자의 면적을 획기적으로 줄일 수 있음
- 기존 전력변환장치 보다 5~6% 높은 효율
_SLIDE_5_
3. 트렌치 구조
SiC 트렌치 구조 → 전력반도체의 생산량을 증가시킬 수 있음
- but 안정적인 동작 및 내구성 확보 등 해결해야 할 난제가 많음
→ 세계적으로 독일과 일본만이 양산에 성공(기술장벽이 높음)
- 2021년 한국, 트렌치 …(생략)


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Regist : 2022-10-04
Update : 2022-10-04
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