사진. 도시바

도시바가 AI 데이터센터와 통신 인프라용 전원공급장치의 효율을 높이기 위한 최신 파워 반도체를 선보였다.

Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation(이하 도시바)는 최신 U-MOS11-H 공정을 적용한 80V N채널 전력 MOSFET 'TPM1R408RH'를 출시했다고 밝혔다. 신제품은 AI 데이터센터와 통신기지국 등에 사용되는 산업용 스위치 모드 전원공급장치(SMPS)를 주요 적용 분야로 하며, 6월 29일(현지시간)부터 출하를 시작했다.

AI 연산 수요 증가로 데이터센터의 전력 소비가 빠르게 늘어나고 있는 가운데, 통신 인프라 역시 고효율·고전력밀도·저전자파장해(이하 EMI)를 요구하는 방향으로 발전하고 있다. 이에 따라 전도 손실과 스위칭 손실을 동시에 줄이고 EMI 억제와 방열 성능을 향상시킬 수 있는 전력 반도체의 중요성이 더욱 커지고 있다.

TPM1R408RH는 최적화된 소자 구조를 적용해 최대 드레인-소스 온저항(RDS(ON)) 1.4mΩ를 구현했다. 이는 이전 세대 U-MOS X-H 공정 기반 80V 제품인 TPM1R908QM보다 약 26% 낮은 수준이다.

또한 RDS(ON)과 총 게이트 전하량(Qg) 간의 트레이드오프를 개선해 성능지표(Figure of Merit)인 'RDS(ON)×Qg'를 기존 제품 대비 약 45% 낮췄다. 이를 통해 업계 최고 수준의 저전력 손실 특성을 구현했다고 회사는 설명했다.

신제품은 스위칭 과정에서 발생하는 드레인과 소스 간 스파이크 전압도 효과적으로 억제한다. 이를 통해 EMI를 줄이고 필터 및 스너버 회로를 단순화할 수 있어 설계 후반부 재작업 부담을 줄이는 데 기여한다.

패키지 성능도 개선됐다. TPM1R408RH는 SOP Advance(E) 패키지를 적용해 기존 SOP Advance(N) 대비 패키지 저항을 약 65% 낮추고 열 저항을 약 15% 개선했다. 이에 따라 발열을 줄이고 방열 성능을 높여 고출력·소형 전원공급장치 설계를 지원한다.

도시바는 제품과 함께 전원공급장치 회로 설계를 지원하는 시뮬레이션 환경도 제공한다. 회로 기능을 빠르게 검증할 수 있는 G0 SPICE 모델과 과도 특성을 정밀하게 구현하는 G2 SPICE 모델을 지원하며, 온라인 회로 시뮬레이터를 통해 별도의 프로그램 설치 없이 웹브라우저에서 회로 동작을 검증할 수 있다.

도시바는 앞으로도 전원공급장치 효율 향상을 위한 전력 MOSFET 제품군을 지속 확대해 산업용 장비의 소비전력 절감과 고효율 전력 시스템 구현을 지원할 계획이라고 밝혔다.