TI, GaN 전력반도체 제조 역량 4배 강화

텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments, TI)가 일본 아이주 제조 시설(TI Aizu, Japan, wafer fab)에서 GaN(gallium nitride, 질화 갈륨) 기반 전력반도체 제조를 시작했다. 이로써 TI는 미국 텍사스주 댈러스에 위치한 기존 GaN 제조 시설과 함께 GaN 기반 전력반도체 제조 역량이 4배로 늘었다. 

GaN은 실리콘을 대체하는 반도체 소재로 에너지 효율성, 스위칭 속도, 전력 솔루션 크기와 무게, 전체 시스템 비용, 고온 및 고전압 조건에서의 성능 측면에서 장점이 있다. GaN 칩은 더 높은 전력 밀도나 더 작은 공간에서 전력을 제공해야 하는 노트북 및 휴대폰용 전원 어댑터 또는 냉난방 시스템 및 가전제품을 위한 더 작고 에너지 효율적인 모터와 같은 애플리케이션을 지원한다.

TI는 오늘날 가장 에너지 효율적이고 안정적이며 전력 밀도가 높은 전자 제품을 구현하기 위해 저전압에서 고전압에 이르는 광범위한 통합 GaN 기반 전력반도체 포트폴리오를 제공한다. 

TI GaN 반도체는 TI의 독자적인 GaN-온-실리콘(GaN-on-silicon) 공정, 8천만 시간 이상의 신뢰성 테스트, 통합 보호 기능을 바탕으로 고전압 시스템에서 안전하게 유지되도록 설계됐다.
TI는 가장 최신의 첨단 GaN 칩 제조 장비를 사용해 제품 성능과 제조 공정 효율성을 높이고 비용 면에서도 이점을 제공한다. 또한, TI의 확장된 GaN 제조에 사용되는 보다 발전되고 효율적인 툴은 더 작은 칩에 더 많은 전력을 담을 수 있다. 이와 같은 설계 혁신은 생산 과정에서 물과 에너지, 원자재의 사용량을 줄여 GaN 칩을 사용하는 최종 제품도 환경에 기여할 수 있다.
 
TI는 강화된 GaN 제조 역량의 이점을 통해 900V를 시작으로 더 높은 전압으로 GaN 칩을 확장할 수 있어 로보틱스, 재생에너지, 서버 전원공급장치와 같은 애플리케이션의 전력 효율 및 크기 혁신을 촉진하고 있다. 

GaN 반도체는 전기차 온보드 충전기(OBC), 고전압 DC-DC 컨버터, 전기차 충전소용 시스템의 전력 밀도와 효율성을 향상시킨다. 2020년에 TI는 업계 최초로 드라이버, 능동 전력관리 및 보호 기능이 통합된 차량용 650V 및 600V GaN FET를 출시했다. TI의 GaN FET는 기존 솔루션에 비해 2배의 전력 밀도를 제공하고 99% 효율과 전력 마그네틱 크기를 59% 줄일 수 있도록 해준다.

TI는 올초 300mm 웨이퍼에서 GaN 제조 공정 개발을 위한 파일럿을 성공적으로 완료하는 등 투자를 확대하고 있다. 또한, 2027년까지 미국 내 사업장에서 100% 재생 전기를 사용하고, 2030년까지는 전 세계적으로 이를 달성할 계획이다.

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