반도체 신재료로 재생에너지, 통신 및 조명 시스템의 에너지 손실 절반으로 줄여
반도체 및 태양 에너지 산업 분야의 6개 협력기관들이 독일연방교육연구부(BMBF, Federal Ministry of Education and Research)의 자금을 지원 받는 NEULAND 프로젝트를 위해 협력한다. 이 프로젝트는 재생 자원으로부터 얻은 전기를 효율적으로 사용하기 위한 새로운 방안을 연구한다. NEULAND는 와이드 밴드갭 화합물 반도체에 기반하여 높은 에너지 및 비용 효율을 제공하는 혁신적인 전력 디바이스를 의미한다. 프로젝트는 태양광 인버터에서 전력망에 전기를 공급할 때 시스템 비용을 대폭 증가시키지 않으면서 에너지 손실을 50%까지 줄이는 것을 목표로 하고 있다. SiC(silicon carbide)와 GaN-on-Si(gallium nitride on silicon)에 기반한 혁신적인 반도체 디바이스를 사용하여 이를 달성할 수 있다.
향후 새로운 반도체 디바이스는 데스크톱 및 랩톱 PC, 평면 TV, 서버, 통신 시스템 등을 위한 SMPS(switched-mode power supply)에 사용되어 에너지 손실을 절반 수준으로 줄일 수 있을 것이다.
NEULAND 프로젝트는 인피니언의 주관하에 2013년 중반까지 진행될 예정이다. 프로젝트는 연방정부의 하이-테크 전략(“정보 및 통신 기술 2020”, ICT 2020 프로그램) 중 “에너지 효율 강화를 위한 파워 일렉트로닉스(Power Electronics for Energy Efficiency Enhancement)”를 위한 제안의 일부로서 BMBF로부터 전체 자금의 52.6%에 달하는 약 470만 유로를 지원 받게 된다.
배경지식
현재 SiC 재료는 이미 쇼트키 다이오드에 사용되고 있다. SiC 쇼트키 다이오드는 지금까지 10여 년 동안 SMPS에서 전류 및 전압 변환 시에 발생하는 손실을 대폭 감소시켜 왔다. SiC 쇼트키 다이오드는 주로 PC나 TV의 SMPS, 태양광 인버터 및 모터 드라이브 등에 사용되어 왔다.
현재 GaN 재료는 주로 백색 LED에 사용된다. 전력 애플리케이션에 GaN 사용 적합성에 대한 연구는 2006년에 시작되었다. NEULAND 연구는 GaN 디바이스가 현재의 SiC 디바이스보다 긴 수명을 제공하면서도 신뢰성, 사용편의성, 비용 등에서 높은 성능을 제공할 수 있는 애플리케이션을 찾을 낼 예정이다. 이를 통해 가전 분야 전반에서 손실 감소에 따른 에너지 효율 이점을 제공할 수 있을 것으로 예상된다.
프로젝트 컨소시엄은 매우 광범위한 가치망에 걸쳐서 SiC 및 GaN에 대한 전문기술을 공유할 것이다. 액시트론(AIXTRON)은 대표적인 반도체 산업용 장비 공급업체이며, 사이크리스털(SiCrystal)과 아주로(AZZURRO)는 대표적인 웨이퍼 제조업체이다. 마이크로GaN(MicroGaN)과 인피니언이 반도체 디바이스에 대한 노하우를 제공할 예정이며, 태양광 발전 애플리케이션의 시스템 엔지니어링 전문기술은 SMA 솔라 테크놀로지에서 제공할 예정이다.
인피니언 테크놀로지스 개요
인피니언 테크놀로지스는 전력 시스템 및 IoT 분야의 글로벌 반도체 리더이다. 인피니언의 제품 및 솔루션은 탈탄소화 및 디지털화를 선도한다. 2024년 회계연도(9월 30일 마감) 기준 전 세계 약 5만8060명의 직원들과 함께 150억유로 매출을 달성했다. 인피니언은 프랑크푸르트 증권거래소(거래 심볼: IFX)와 미국 장외시장 OTCQX International Premier(거래 심볼: IFNNY)에 등록돼 있다.
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