인공지능(AI) 프로세서의 전력 요구량이 증가함에 따라 서버 전원공급장치(PSU)는 서버 랙의 지정된 규격을 넘지 않으면서 점점 더 많은 전력을 제공해야 한다. 이는 2020년대 말까지 칩당 2kW 이상을 소비할 수 있는 고급 GPU의 에너지 수요 급증에 따른 것이다. 이러한 필요와 더불어, 갈수록 더 까다로운 애플리케이션이 등장하고 있고 고객들의 요구 사항 또한 증가하고 있다.
이러한 요구에 대응하기 위해 인피니언 테크놀로지스가 SiC MOSFET 개발을 650V 미만 전압으로 확대해, 최신 2세대(G2) CoolSiC 기술을 기반으로 하는 새로운 ‘CoolSiC™ MOSFET 400V’ 제품군을 출시했다.
이 새로운 MOSFET 포트폴리오는 AI 서버의 AC/DC 스테이지를 위해 특별히 개발됐으며, 인피니언이 최근에 발표한 PSU 로드맵을 보완한다. 이들 디바이스는 태양광 및 에너지저장시스템(ESS), 인버터 모터 제어, 산업용 및 보조 전원장치, 주거용 건물의 솔리드 스테이트 회로 차단기에도 이상적이다.
인피니언의 파워시스템 사업부 책임자인 리차드 쿤치치(Richard Kuncic)는 “인피니언은 AI 서버 전원공급장치의 까다로운 설계 및 공간 요구 사항을 충족하는 광범위한 고성능 MOSFET 및 GaN 트랜지스터 포트폴리오를 제공한다”며 “인피니언은 첨단 AI 애플리케이션에서 최고의 에너지 효율을 달성할 수 있도록 CoolSiC MOSFET 400V G2와 같은 첨단 제품으로 고객을 지원하기 위해 최선을 다하고 있다”고 말했다.
이 새로운 제품군은 기존 650V SiC 및 Si MOSFET에 비해 매우 낮은 전도 손실과 스위칭 손실을 특징으로 한다. 멀티레벨 PFC로 구현했을 때 AI 서버 PSU의 AC/DC 스테이지는 100W/in3 이상의 전력 밀도와 99.5%의 효율을 달성한다. 이것은 650V SiC MOSFET을 사용한 솔루션에 비해 0.3%포인트 효율이 향상된 것이다.
또한 DC/DC 스테이지에 CoolGaN™ 트랜지스터를 구현해 AI 서버 PSU용 시스템 솔루션을 완성했다. 이와 같이 고성능 MOSFET과 CoolGaN™ 트랜지스터를 결합하면 현재 솔루션에 비해 3배 이상의 전력 밀도로 8kW 이상을 제공할 수 있다.
새로운 MOSFET 포트폴리오는 총 10개 제품으로 구성되는데, 켈빈 소스 TOLL 패키지와 .XT 패키지 인터커넥트 기술이 적용된 D2PAK-7 패키지로 11mΩ~ 45mΩ 범위의 5가지 RDS(on) 등급을 제공한다. 드레인-소스 항복 전압이 Tj = 25°C에서 400V이므로 2레벨 및 3레벨 컨버터와 동기 정류에 사용하기에 이상적이다. 또한 이들 디바이스는 가혹한 스위칭 조건에서 견고성이 높고, 100% 애버랜치 테스트를 거친다. 극히 견고한 CoolSiC 기술과 .XT 인터커넥트 기술을 결합해 AI 프로세서의 전력 요구량이 갑자기 변화할 때 발생되는 전력 피크와 트랜션트에 잘 대응할 수 있다. 이 배선 기술과 낮은 양의 RDS(on) 온도 계수가 높은 접합부 온도로 동작할 때 뛰어난 성능을 가능하게 한다.
공급
CoolSiC MOSFET 400V 포트폴리오는 현재 엔지니어링 샘플을 제공하며, 2024년 10월 양상 예정이다. 이 제품군에 관한 추가 정보는 www.infineon.com/coolsic-gen2, AI PSU용 SiC, GaN, Si 솔루션은 www.infineon.com/AI-PSU 에서 볼 수 있다.
