차세대 반도체 소재인 질화갈륨과 탄화규소의 전력 효율 차이가 궁금합니다.

Question

최근 전기차 충전기나 어댑터 시장에서 질화갈륨 소재를 사용한 제품들이 많이 나오고 있습니다. 기존의 실리콘 기반 반도체와 비교했을 때 어떤 차이가 있는지 알고 싶습니다. 고전압 환경에서는 탄화규소가 더 유리하다고 들었는데 질화갈륨과 탄화규소를 구분해서 설계하는 전압이나 주파수의 임계 기준이 따로 있나요?

Answer 1

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

실리콘보다 효율이 뛰어난 두소재는 전압과 주파수에 따라 용도가 나뉩니다. 그리고, 질화갈륨은 스위칭 속도가 빨라서, MHz 단위의 초고주파 처리에 유리해서 소형 어댑터에 주로 쓰여요. 반면 탄화규소는 열전도율이 높그, 고전압 견디는 힘이 좋아 전기차 인버터처럼 1,200V 이상의 강력한 힘이 필요한 곳에 필수적입니다. 보통 600~900V 사이가 두 소재의 경계선이며 설계 목적에 따라스 소형화는 GaN_질화갈륨을, 고출력은 SiC_탄화규소를 선택하는것이 핵심입니다. 각 소재의 특성에 맞춰사 적재적소에 배치하는것이 차세대 전력설계의 묘미라고 할수 있어요.