Fraunhofer IAF가 프리휠링 다이오드를 내장한 1200V 전압 등급에 적합한 새로운 GaN 모노리식 양방향 스위치(MBDS) 에 대한 논문을 발표했다. 1220V 소자는 프라운호퍼 IAF의 GaN-on-insulator 기술을 사용하여 제작되었다.
MBDS는 전압을 차단하고 전류를 양방향으로 전도하여 칩 공간을 절약하고 공핍 영역이 하나만 존재하므로 전도 손실을 줄여준다. GaN MBDS는 발전 및 저장을 위한 계통 연계형 전력 변환기뿐만 아니라 전기 구동 시스템에도 사용된다. MBDS는 이러한 분야에서의 1200V급 시스템 개발을 가능하게 한다.
한편 프라운호퍼 IAF는 최대 48V의 전압 차단을 위한 양방향 스위치를 갖춘 다단계 컨버터 분야에서도 진전을 이루었다. 연구진은 저전압 3레벨 T형 컨버터에서 AlGaN/GaN 기반의 기존 단일 게이트 HEMT를 양방향 스위치로 사용했다.
이를 통해 이러한 토폴로지에서 두 개의 게이트를 사용하는 양방향 트랜지스터보다 트랜지스터 제어가 더 간편해졌다.1200V MBDS와 마찬가지로 이 혁신적인 접근 방식은 공간 효율적인 부품 설계 외에도 더 간단한 제어를 가능하게 한다.
다니엘 그리스하버는 5월 6일 PCIM에서 ‘저전압 다중레벨 토폴로지에서 양방향 스위치로서의 단일 게이트 GaN HEMT 연구’라는 제목의 포스터 세션에서 연구 결과를 발표할 예정입니다 .
GaN 전력 전자 포트폴리오
Fraunhofer IAF의 연구원들은 양방향 스위치 분야의 혁신 외에도 48V, 100V, 200V, 600V 및 1200V 전압 등급의 GaN 기반 전력 전자 장치용 소재, 구성 요소, 모듈 및 하위 시스템에 대한 반도체 가치 사슬 전체를 따라 연구하고 있습니다.
현재 연구 분야는 측면 및 수직 부품, 모놀리식 집적, 그리고 사파이어나 SiC와 같은 고절연 기판에 집중되어 있습니다. Fraunhofer IAF는 PCIM 2025에서 발표된 연구 결과 외에도 이미 1700V급 부품 개발에 박차를 가하고 있습니다.
프라운호퍼 IAF는 PCIM 엑스포 부스에서 전력 전자 분야 연구 개발 포트폴리오를 개괄적으로 소개합니다. 에피택셜 8인치 GaN 웨이퍼, 가공된 4인치 GaN-on-SiC 및 GaN-on-Sapphire 웨이퍼, GaN 전력 IC, 통합 수평 및 수직 GaN 소자, 그리고 GaN 기반 600V 하프 브리지 모듈을 선보일 예정입니다.
PCIM 컨퍼런스에서 리차드 라이너는 5월 7일 오전 10시 50분부터 11시 10분까지 기술 무대에서 ‘GaN 소자 및 전력 IC의 수평적, 수직적, 양방향적 혁신과 발전’이라는 주제로 발표를 통해 프라운호퍼 IAF의 최신 전력 전자 기술 개발 현황을 요약할 예정입니다.
