엔지니어 인터뷰

업계 최고 수준의 80V 고내압과 고효율을 실현한 DC-DC 컨버터：고내압 DC-DC 컨버터 시장으로 진입

2018.08.23

로옴의 「BD9G341AEFJ」는, 80V의 고내압 MOSFET를 내장한 DC-DC 컨버터 IC입니다. 80V라는 내압은, 비절연형 DC-DC 컨버터 IC로는 업계 최고 수준으로, 로옴의 라인업 중에서도 가장 내압이 높은 DC-DC 컨버터 IC입니다. 로옴은 「BD9G341AEFJ」를 개발함으로써, 고내압 DC-DC 컨버터 시장으로 진입하였습니다.

고내압 DC-DC는, 텔레콤 관련 및 산업기기 등을 비롯하여, 최근에는 배터리 스택을 이용하는 어플리케이션이 증가함에 따라 수요가 늘어나고 있습니다. 그러나, 60V를 초과하는 내압을 지닌 DC-DC 컨버터 IC의 공급처가 한정되어 있어, 유저는 적지 않은 불만을 가지고 있다고 합니다. 이러한 상황에서 「BD9G341AEFJ」의 개발 배경, 그리고 시장에서의 역할에 대해 알아보고자 로옴의 어플리케이션 엔지니어 타마가와씨를 인터뷰하였습니다.

－80V 내압이라는 것은, DC-DC 컨버터로서는 상당히 고내압이네요?

당사의 조사로는, 80V 내압 DC-DC 컨버터 IC는 세계 최고 수준입니다. 엄밀히 말씀드리면, 파워 MOSFET 내장 비절연형 DC-DC 컨버터 IC에서 세계 최고 수준이라고 할 수 있습니다.

알고 계시겠지만, 디스크리트로서 MOSFET 및 다이오드, 그리고 AC-DC 컨버터용 IC 등은, 500V 이상의 고내압 제품이 많습니다. 예를 들어, 로옴의 MOSFET 내장 AC-DC 컨버터용 IC에 내장된 MOSFET의 내압은 650V입니다. 또한, 파워 MOSFET 외장 DC-DC 컨버터 컨트롤러 IC와 고내압 MOSFET의 조합으로, 고내압 DC-DC 컨버터를 구성할 수 있습니다.

그러나, 각각의 개별 부품이 아닌 하나의 IC로 80V의 고내압을 실현하는 것은, 고도의 제조 프로세스 기술이 필요합니다. BD9G341AEFJ에 사용된 로옴의 고내압 BiCDMOS 프로세스는, 업계 최첨단 파워계 프로세스입니다.

－60V 내압 정도의 DC-DC 컨버터 IC가 있다는 것은 알고 있지만, 품종이 그다지 많지 않고 공급처도 적다는 인상이 있습니다.

그렇습니다. DC-DC 컨버터 IC를 공급하는 메이커는 많이 있으며, 그 기종 수는 방대합니다. 그러나, 내압이 40V 이상인 기종 수는 급격히 줄어, 60V의 경우 수백 가지의 라인업을 구비하고 있는 메이커에서도 손에 꼽을 정도입니다. 또한, 60V 이상의 라인업을 구비한 메이커 자체가 많지 않습니다. 로옴도 본 기종을 개발하기 전에는, 일부를 제외하고 40V 내압 제품이 가장 고내압 라인업이었습니다.

－고내압 제품은 왜 적은 건가요?

요약하면 2가지의 이유를 들 수 있습니다. 첫번째는 수요의 많고 적음, 즉 시장 규모와 관련이 있습니다. 높은 DC 전압을 입력하는 어플리케이션은, 산업기기, 자동차, 텔레콤 관련이 주요한 시장이었습니다. 이들을 민생기기 관련 시장과 비교하면 규모적으로 열등합니다. 또한, 요구 특성이 매우 까다롭습니다. 두번째로는, IC의 고내압화를 위해서는 고도의 기술이 필요하다는 점입니다.

－그렇다면, 로옴은 왜 고내압 DC-DC 컨버터 IC 시장에 진입하는 것입니까?

산업기기, 자동차, 텔레콤 시장은, 기간산업이라고 할 수 있는 중요한 산업이며, 로옴이 주력하는 분야 중 하나입니다. 또한 최근에는, 자동차를 비롯한 배터리 전압의 다양화, 배터리 스택의 이용 등, 고전압에서 DC-DC로의 변환 수요가 늘어나고 있습니다. 이러한 상황에서, 실제로 유저가 현재의 고내압 DC-DC 컨버터 IC에 적지 않은 불만을 가지고 있다는 것을 알 수 있었습니다.

－어떤 불만을 말씀하시는 건가요?

단순하게 말씀드리면, 고내압 DC-DC 컨버터 IC를 공급하는 메이커가 적고, 또한 기종도 적기 때문에 선택지가 한정되어 있어, 요구 성능 및 기능을 만족시키는 것이 어렵다는 점입니다.

－구체적인 예가 있다면 말씀해주십시오.

텔레콤 어플리케이션의 예를 들어보겠습니다. 일반적으로 텔레콤 어플리케이션에서 사용되는 48V라는 전압은, 큰 변동을 전제로 한 입력전압이며, 원칙적으로 36V~72V (48V -25% / +50%)를 상정할 필요가 있습니다. 이 텔레콤 48V로의 대응을 만족하는 전원 IC가 있기는 하지만, 그 제품은 예를 들어 60V 내압계의 확장 버전 격인 74V 내압의 제품일 경우가 있습니다. 이는, 72V라는 워스트 케이스는 빈번하지 않다는 것을 전제로 한 것일지도 모르지만, 마진이 거의 없는 것은 사실입니다. 현재, 이 텔레콤 48V를 완전히 커버하는 DC-DC 컨버터 IC는 거의 없을 것입니다.

이러한 상황에 대해 80V 내압 제품이 있다면, 텔레콤 어플리케이션에 있어서 안전한 선택지가 생기는 것이므로, 유저의 불만도 줄어들지 않을까요?

－80V 내압의 DC-DC 컨버터 IC는 DC-DC 컨버터 IC 전체에서 어떤 위치인가요?

하기는, 일반적인 DC-DC 컨버터 IC의 내압 구분과 대표적인 입력전압과의 관계를 나타낸 표입니다. 입력전원의 순서는 단순히 공칭 전압이 아닌, 마진도 포함되어 있습니다. 또한, 앞서 말씀드린 바와 같이, 고내압이 됨에 따라 공급 메이커가 적고, 제품 수 및 다양성도 줄어듭니다. 결국, 현재 단계에서 80V 내압은 최고 수준이라고 할 수 있습니다.

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