로옴 “자동차 LCD 패널용 칩셋에 기능안전 도입했다”

SiC 파워 디바이스에 업계 최초로 트렌치 공법 적용하기도

2018년 03월호 지면기사  /  신 윤 오 기자 _ yoshin@autoelectronics.co.kr



오토모티브월드 2018(Automotive World, 1월 17일~19일) 전시회에 참가한 로옴(ROHM)이 참관객들에게 자신있게 선보인 제품은 xEV용 파워 솔루션과 자동차 LCD 패널용 칩셋이었다.

먼저, 로옴이 xEV용 파워 솔루션을 내세운 배경에는 SiC(실리콘카바이드) 경쟁력이 자리잡고 있다. 기존 같은 용량의 실리콘과 비교해도 작게 만들 수 있는 SiC 반도체는 고온에서도 그 특성을 계속 유지하는 장점 때문에, 그동안 산업기기와 솔라 전원 장비에 주로 쓰였다. 하지만, 최근 친환경차로 불리는 전기자동차에 SiC 기반 파워 솔루션이 많이 적용되는 추세다. 로옴은 전기자동차의 메인 인버터, DC/DC 컨버터, 온보드 차저, 전동 컴프레서 등의 성능을 향상시키는 SiC 파워 디바이스와 구동 소자들을 공급하고 있다.

SiC 기반 다이오드와 FET 생산

현장 부스에서 제품을 소개한 로옴 아시아 세일즈 담당 하루토시 쿠레 어시스트 매니저(아시아 세일즈 지원)는 “SiC 파워 디바이스는 모듈을 작게 만들 수도 있어 전기자동차의 냉각시스템도 작게 할 수 있는 장점이 있다.”며, “SiC 제품으로 다이오드와 FET와 같은 제품이 있는데, 특히 이번에는 트렌치(Trench) 기술을 적용한 3세대 FET를 개발했다. SiC 기반 제품으로는 타사에도 없는 제품으로 칩을 더욱 작게 만들 수 있다.”고 말했다. 트렌치 공법(Trench method)은 반도체 칩 평면을 아래로 파내서 만든 공간에 셀을 배치해 집적도를 높이는 기술을 말한다.

소형화와 전력 효율을 앞세운 SiC 파워 디바이스가 전기차 인버터 시스템에 가장 적합한 솔루션이라는 점은 로옴이 협력하고 있는 전기자동차 경주대회에서도 잘 드러난다.

로옴은 지난 12월 2일에 개막한 세계 최고의 전기자동차 경주 ‘FIA 포뮬러 E 선수권 2017-2018(시즌4)’에 참가하는 벤츄리 포뮬러 E팀(Venturi Formula E Team)에 Full SiC 파워 모듈을 제공한 바 있다.

로옴은 시즌3부터 벤츄리와 공식 테크놀로지 파트너십 계약을 체결하여, 머신 구동의 중핵을 담당하는 인버터 부분에 최첨단 SiC 파워 디바이스를 제공했다. 지난 시즌에는 다이오드(SiC-SBD)만 제공했으나, 새롭게 시작되는 시즌4부터는 트랜지스터와 다이오드를 패키지에 탑재한 ‘Full SiC’ 파워 모듈을 제공함으로써 SiC를 탑재하기 전인 시즌2의 인버터에 비해 43% 소형화와, 6kg의 경량화를 실현했다. 회사 측은 동등한 전류정격의 IGBT 모듈에 비해 스위칭 손실을 75% 저감(칩 온도 150 ℃ 시)하여, 애플리케이션의 에너지를 절약했다고 전했다.

SiC 파워 디바이스의 진화는 여기에서 멈추지 않았다. 쿠레 매니저는 “SiC 다이오드와 FET를 접적한 모듈은 크기와 무게를 더욱 줄여나갈 것”이라며, “이렇게 로옴은 전기자동차의 특성을 높이는 데 주력하고 있다.”고 밝혔다.






자동차에 문제 발생시 패널에 최소한의 정보 표시

자동차 인포테인먼트 분야의 LCD 패널용 칩셋도 로옴의 기대가 큰 제품이다. 갈수록 자동차에 채용되는 디지털 패널이 많아지고 있기 때문이다. 이에 로옴은 디지털 패널에 적용되는 부품을 차별화하고 있다. 최근 로옴은 자동차의 클러스터 및 카 내비게이션 등에 적용되는 대형?고정밀도 LCD 패널용으로 차량용 LCD 패널의 구동 및 제어를 실행하는 패널용 칩셋을 개발했다.

이 칩셋은 HD/FHD 클래스 고정밀도 LCD 패널을 구동하는 게이트 드라이버, 소스 드라이버, 타이밍 컨트롤러(T-CON)와 이를 최적으로 동작시키는 파워 매니지먼트 IC(PMIC), 감마 보정 IC로 구성돼 있다.

중요한 점은 각 IC가 정보를 수시로 공유함으로써 세계 최초로 LCD 패널용 디바이스에 기능안전을 도입했다는 것이다. 이
러한 기능은 스피드미터 및 사이드미러의 LCD 패널에도 적용할 수 있다.

쿠레 매니저는 “로옴의 패널용 IC들은 서로 문제가 있는지 감시하는 기능이 있어 자동차에서 강조되는 기능안전을 충족한다.”며, “예를 들어 자동차 운행시 문제가 생겼을 때, 패널에 표시가 아무것도 나오지 않으면 큰 사고로 이어질 수 있는데, 이 때 최소한의 정보만이라도 나올 수 있게 만들어준다.”고 소개했다.

로옴은 칩셋의 최적화를 통해 폭넓은 사양에 대응 가능하도록 개발함과 동시에 타이밍 컨트롤러에 ‘Fail’ 검출 기능을 탑재해 동작을 검증함으로써 다양한 고정밀도 LCD 패널을 구축할 수 있도록 지원한다.

쿠레 매니저는 “패널용 IC를 만드는 회사는 많지만, 주변회로 부품까지 모두 공급하는 기업은 로옴 밖에 없다.”고 회사의 차별성을 강조했다.

로옴은 이와 같은 주요 제품과 함께 전시장 부스에 미래의 자동차를 구현하여 다양한 기술을 선보였다. 블루투스를 이용해 자동차 문을 열 수 있는 기술, 미래의 클러스터, 노령의 운전자 상태를 감시하는 모니터링 장치들이 참관객들의 발길을 붙잡았다.

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