실리콘 카바이드의 응용 분야

탄화규소는 높은 밴드갭 폭, 높은 항복 전계, 높은 열전도도, 높은 전자 포화 드리프트율과 같은 중요한 특성을 가지고 있습니다. 고온, 고전력, 고전압, 고주파와 같은 복잡한 시나리오에 대한 과학기술 개발의 장치 요건을 충족할 수 있습니다. 탄화규소는 전력 전자, 신에너지 자동차, 에너지 저장, 지능형 제조, 태양광 발전, 철도 운송 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있습니다. “모든 것이 탄화규소로 가능하다”라고 할 수 있습니다.

신에너지 자동차에서의 탄화규소 응용

신에너지 자동차 분야에서 탄화규소 기술의 적용은 전기 및 하이브리드 자동차의 성능 향상에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 높은 열전도도, 높은 항복 전계 강도, 그리고 뛰어난 기계적 특성을 가진 탄화규소 소자는 전기 구동 시스템, 충전 시스템, 그리고 에너지 관리 시스템의 효율과 신뢰성을 크게 향상시킵니다.

지능형 주행 및 차량 인터넷(IoT) 분야에서 실리콘 카바이드의 응용

지능형 주행 및 차량 인터넷의 급속한 발전 속에서, 뛰어난 성능을 자랑하는 실리콘 카바이드 기술은 센서 시스템, 데이터 처리 장치, 통신 모듈 등 핵심 분야에 점차 적용되어 시스템 성능과 신뢰성을 크게 향상시키고 있습니다.

태양광 시스템에서 실리콘 카바이드의 응용

태양광 시스템에서 인버터, MPPT 컨트롤러, 에너지 저장 변환 모듈과 같은 핵심 부품은 고효율, 고내압, 고온 작동, 소형화 등 전력 소자에 다양한 요건을 요구합니다. 기존 실리콘 소자는 고전압 및 고온 환경에서 효율이 크게 저하되어 태양광 발전소의 증가하는 전력 밀도 요구 사항을 충족하지 못했습니다.

5G 통신 분야에서 실리콘 카바이드의 응용

무선 통신 및 레이더 시스템과 같은 분야에서 RF 소자는 신호 전송 및 처리의 핵심 역할을 하며, 그 성능은 시스템 안정성에 매우 중요합니다. 반절연성 실리콘 카바이드 기반 RF 소자는 넓은 밴드갭 특성으로 인해 저손실, 고대역폭, 높은 전력 밀도와 같은 장점을 제공하여 차세대 5G 및 군용 통신 시스템의 핵심 동력원으로 자리매김하고 있습니다.

전력망에서의 실리콘 카바이드 응용

실리콘 카바이드는 송전 및 배전의 효율과 용량을 향상시켜 전력망을 크게 향상시킬 수 있습니다. 실리콘 카바이드 기판은 더 높은 온도, 전압, 주파수에서 작동할 수 있어 컨버터, 스위치기어, 변압기와 같은 부품을 더 작고 효율적으로 만들어 에너지 손실을 줄이고 전력 품질을 향상시킵니다.

저고도 항공기에서의 실리콘 카바이드 응용

eVTOL(전기 수직 이착륙)로 대표되는 신형 항공기는 세계 저고도 경제의 핵심으로 자리 잡았으며, 수조 달러 규모의 새로운 산업으로 성장할 것으로 예상됩니다. SiC MOSFET 소자는 효율성 향상과 경량화 혁신을 통해 eVTOL을 실험 단계에서 상용 운영 단계로 끌어올리고 있습니다. SiC MOSFET 소자는 eVTOL 전력 시스템의 핵심 구성 요소로 자리 잡았으며, 향상된 성능과 비용 절감은 업계의 대규모 적용을 촉진할 것입니다.

인공지능(AI) 분야에서 실리콘 카바이드의 적용

전기는 인공지능(AI) 발전을 위협하는 최신 병목 현상이 되고 있습니다. AI의 급속한 컴퓨팅 성능 향상은 에너지 소비 증가를 동반하며, 이는 일반적인 사회적 에너지 수요에 큰 영향을 미치고 있습니다. 예를 들어 미국의 데이터 센터는 2030년까지 국가 전력 생산량의 최대 9%를 소비할 것으로 예상되며, 이는 중형 원자력 발전소 40기의 연간 출력량과 거의 같습니다.

전기 소비량이 이처럼 막대한 상황에서 에너지 소비량을 0.1%만 줄여도 상당한 효과를 볼 수 있습니다. 이러한 심각한 전력 부족 문제를 해결하기 위해 전 세계 산업 생태계는 가능한 모든 방안을 적극적으로 모색하고 있습니다. 예를 들어, 온세미컨덕터는 새로운 실리콘 트렌치 전력 MOSFET과 SiC MOSFET 시리즈를 개발했습니다.

로봇 산업에서의 실리콘 카바이드 적용

로봇과 신에너지 자동차는 기술 아키텍처 측면에서 매우 유사합니다. 자동차용 칩은 로봇 애플리케이션에 적용될 수 있지만, 다양한 성능 요건을 충족해야 합니다. 예를 들어, 전력 반도체는 자동차 시스템뿐만 아니라 로봇 관절의 모터 구동 컨트롤러에도 적용 가능한 기술적 역량을 갖추고 있습니다. 이처럼 새롭게 부상하는 로봇 시장에서 효율적인 전력 제어에 대한 수요는 빠르게 증가하고 있습니다.