일본산업뉴스요약

파워반도체 신조류 (4)
차세대 SiC-MOSFET, 19년에 상품화
ROHM사 파워디바이스 생산본부총괄부장 이노 카즈히데(伊野和英) 씨

Q: 파워 반도체 사업의 상황은 어떻습니까?
“파워 디바이스 매출은 실리콘과 탄화규소(SiC)의 제품을 합하여 약 700억 엔이다. 당사는 2010년에 SiC 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)를 세계에서 처음으로 양산화하였다. 현재, SiC 파워 디바이스의 점유율은 독일 인피니온 테크놀로지, 미국 CREE에 이어 3위다”

Q: SiC 파워 디바이스를 어떻게 전개하고 있습니까?
“다이오드의 경우는 순방향 전압(VF)의 성능에서 타사와 차별화하여 전원이나 태양광발전용으로 참여하고 있다. 또한 SiC는 업계에서 처음으로 차량탑재용에도 대응하였다. 한편, MOSFET는 전자 유도가열(IH)이나 펄스 전원 등 특수한 전원에서 채용되었다. 내압 1,000볼트 이상의 영역에서는 기존의 실리콘과의 성능 차이가 커서 대체를 목적으로 상품화하였다”

Q: ‘트랜치 구조’에 의해 SiC-MOSFET의 성능을 높였습니다.
“기판 안에 홈(트랜치)을 파고 게이트를 3차원적으로 만들었다. 소스에서 드레인으로 전자를 최단 경로로 보내는 구조다. 이를 통해 기존의 플래너 구조와 비교하여 온저항(on-resistance)을 반감시킬 수 있었다. 단 트랜치 구조의 경우는 기존의 디바이스 신뢰성에 문제가 있었다. 그래서 소스 부분에도 트랜치를 만든 ‘더블 트랜치 구조’를 개발하였다. 게이트 산화막에 걸리는 전계를 저감하여 쉽게 부서지지 않도록 하였다”

Q: 연구 개발 방침은 무엇입니까?
“제4세대가 되는 SiC-MOSFET를 19년에 상품화할 예정이다. 온저항을 더욱 반감시켜 보다 소형의 동일한 성능을 실현한다. 또한 노이즈 내성을 강화하여 차량탑재 기기나 산업기기에 발생하는 노이즈에 의한 오작동을 억제한다. 성능을 이끌어내기 쉽도록 하여 사용하기 편리한 디바이스를 지향한다. 앞으로는 25년까지 SiC제품의 생산 능력을 16년 대비 7배로 높일 계획이다. 수요가 호조를 보이기 때문에 계획은 앞당겨질 전망이다”

Q: 중국 시장이 활황입니다.
“전원, 태양광발전, 차량탑재용이 밸런스 있게 증가하고 있다. 전기자동차(EV)용의 경우, SiC로 효율화를 이룰 수 있다면 배터리의 탑재량이 줄어 EV 전체의 저비용화를 기대할 수 있다. 주로 차량탑재 충전기나 (구동용 모터를 제어하는) 트랙션 인버터 등에 사용된다”

● 기자의 눈: 실리콘에서 SiC로 대체 강화
SiC-MOSFET의 경쟁 상대는 실리콘 MOSFET나 IGBT(절연 게이트 양극성 트랜지스터)다. 단, 시장에서는 보다 부가가치가 높은 SiC의 수요가 높다. 국내의 경쟁 타사도 SiC의 개발을 본격화하며 맹추격하고 있다. ROHM은 제4세대 제품을 19년도에 투입할 예정이며, 실리콘에서 SiC로 대체하는 데 주력한다는 계획이다.

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