전력용, 차량용 반도체, 스마트 카드 IC시장 선도한다

독일 노이비베르크(Neubiberg)에 소재한 인피니언은 에너지 효율, 모빌리티, 보안 등 현대 사회의 세 가지 핵심 과제에 대한 반도체와 시스템 솔루션을 제공한다. 아날로그/혼합신호(Analog/Mixed Signal), 파워 및 임베디드 컨트롤(Embedded Control) 기술 등의 핵심 경쟁력을 바탕으로 오토모티브, 산업용 및 멀티마켓, 산업용 전력 제어, 칩카드 및 보안 애플리케이션에 역량을 집중하고 있다. 현재 차량용 반도체 시장 세계 2위(Strategy Analytics, 2014년 4월), 전력용 반도체 시장 세계 1위(IHS, 2014년 9월), 스마트 카드 IC시장 세계 2위 (IHS, 2014년 7월)의 위상을 자랑하고 있다.








자동차 스마트 모터 제어를 위한 ARM 기반 임베디드 파워 제품군



인피니언테크놀로지스(Infineon Technologies, 이하 인피니언)의 ARM 기반의 임베디드 파워(Embedded Power) 브리지 드라이버 제품군은 이전에 불가능했던 통합 수준을 달성함으로써 다양한 자동차 애플리케이션에서 지능적 모터 제어에 대한 갈수록 높아지는 요구를 충족시킨다.

인피니언은 ARM Cortex-M3 프로세서를 채택한 고성능 마이크로컨트롤러에 비휘발성 메모리, 아날로그 및 혼성신호 주변장치, 통신 인터페이스, MOSFET 게이트 드라이버까지 단일 칩으로 통합했다. 그럼으로써 임베디드 파워 제품군은 애플리케이션에서 16비트가 차지하는 공간으로 32비트 성능을 제공한다.

자동차 시스템 안전성 위한 듀얼 센서 패키지



일반적으로 자동차의 전동 파워 스티어링 시스템에는 스티어링 토크의 신뢰성 높고 정밀한 검출을 위해서 2개의 센서 칩이 필요하다.

그러나 인피니언은 패키지 혁신을 통해서 향후 하나의 센서 칩만을 사용하도록 했다. 인피니언의 새로운 듀얼-센서 패키지를 적용한 선형 홀 센서 제품군과 각도 센서 제품군은 ASIL D 시스템을 지원한다.

또 자율 운전에 이용되는 등 높은 가용성을 필요로 하는 스티어링 시스템에서 공간 소모를 줄이고 시스템 비용을 낮출 수 있도록 한다. 

적층식 탑재 기술을 이용함으로써 이들 선형 홀 센서 및 각도 센서 제품은 겨우 1mm 두께에 불과한 소형 표준 PG-TDSO 패키지로 2개의 개별 센서를 결합하고 있다.

센서들을 옆으로 나란히 배치하는 통상적 방식과 달리 인피니언은 고유의 플립 칩 기법을 이용해서 2개 센서를 적층하고 있다. 그럼으로써 전동 파워 스티어링(EPS), 쓰로틀 제어, 페달 위치, 브러쉬리스 DC 모터 제어(EPS 모터, 트랜스미션, 클러치 엑추에이터 등) 등 안전성 애플리케이션에서 귀중한 공간과 비용을 절약할 수 있다.

중복 센서 아키텍처로 ASIL D 시스템 지원

이 듀얼 센서 패키지는 2개 선형 홀 센서나 2개 각도 센서를 결합하고 있다. 두 센서가 각기 별도의 전원과 별도의 출력 신호들을 이용한다. 이들 센서는 갈바닉 절연으로 전기적으로 분리돼 있다.

따라서 2개 센서가 각기 독립적으로 동작하여 시스템의 신뢰성을 향상시킨다. 이 듀얼 센서패키지는 8핀 또는 16핀 SMD 패키지로 제공된다. 같은 패키지로 인피니언은 단일 센서 버전 제품들도 제공한다.

센서의 중복성은 향상된 ISO 26262 규격을 적용하는 새로운 세대의 EPS 시스템뿐 아니라 홀 효과 토크 센서와 GMR/AMR(Giant Magneto Resistance/Anisotropic Magneto Resistance) 각도 검출을 이용하는 그 밖의 안전성 애플리케이션에서 중요한 요구사항이다.

이 듀얼 센서 패키지는 ASIL D 시스템을 지원한다. 인피니언은 자동차 시스템 협력사들이 ISO 규격을 충족하는 시스템을 설계하는 것을 지원하기 위해서 ISO 26262 도큐멘트와 안전성 분야에서 축적한 전문지식을 제공한다.

랄프 보르네펠트(Ralf Bornefeld) 인피니언 센서 및 제어 사업부 사업부장 및 부사장은 “ISO 26262에 따라 전동 파워 스티어링 등 안전이 중요한 애플리케이션은 센서의 중복성을 요구한다”며 “자동차 분야에서 가장 포괄적인 자기 센서 포트폴리오를 구축하고 있는 인피니언은 2개 센서를 단일 패키지로 통합함으로써 센서 중복성 요구를 해결하고 있다. 2개 센서를 단일의 소형 패키지로 통합하여 고객들이 시스템 비용을 낮추고 컴팩트한 ASIL D 시스템을 설계할 수 있도록 한다”고 말했다.

4G 스마트폰 및 태블릿 안테나 효율 최적화하는 최소형 안테나 튜닝 IC



안테나 개구면(aperture) 튜닝 스위치 제품군은 4G 스마트폰 및 태블릿에서 최종 사용자 경험을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다.

신형 IC는 근본적으로 안테나 특성을 최적화해서 관련 LTE 대역에서 최고 데이터 속도 동작을 구현한다.

BGA1xGN10 IC는 업계 최소형 패키지로 제공되어 최신 세대 스마트폰 및 기타 휴대기기 등 공간 제약형 애플리케이션에 중요한 이점을 제공한다. 뿐만 아니라 전류 소비를 더욱 낮춰 휴대기기의 대기 시간과 동작 시간을 연장한다.

인피니언의 RF CMOS 스위치 기술을 기반으로 하는 안테나 튜닝 디바이스는 더 작은 크기로 더 넓은 주파수 범위를 지원하는 스마트폰 안테나 개발을 가능하게 한다.

혁신적인 기능은 넓은 주파수 범위에서 단일 안테나를 위한 임피던스 정합을 향상시켜 송신기 측의 전력 스트레스를 감소시키고 수신기 측 감도를 증가시킨다. 제품은 안테나에서 핵심적인 부정합 상태를 견딜 수 있도록 높은 견고성, 낮은 기생요소, 최고 선형성을 제공하도록 설계됐다.

이들 새로운 튜닝 IC는 관련 LTE 대역에서 안테나 효율을 최적화하는 데 핵심적이다. 향상된 안테나 효율은 직접적으로 우수한 신호 품질과 가장 빠른 데이터 전송으로 변환된다. 모든 디바이스는 범용 GPIO 인터페이스를 제공해 매끄러운 안테나 제어 및 시스템 통합을 구현한다.

5세대 1200V thinQ! SiC 쇼트키 다이오드 단상 및 3상 애플리케이션에 고효율 제공



인피니언은 5세대 1200V thinQ! SiC 쇼트키 다이오드를 출시하면서 광범위한 SiC 포트폴리오를 확장했다.

새로 출시된 1200V SiC 다이오드는 동작 온도에서도 매우 낮은 순방향 전압 특성을 가지며 100% 이상 향상된 서지 전류 성능, 탁월한 열 특성을 제공한다. 이러한 특성은 태양광 인버터, 무정전 전원 장치(UPS), 3상 SMPS(Switch Mode Power Supplies) 및 모터 드라이브에서 효율을 크게 향상시키고 견고한 동작을 구현한다.

5세대 SiC 다이오드는 쇼트키 셀 필드에서 pn 접합 일체형 구조에 의해 구현된 새로운 초소형 칩 설계를 사용한다.

이 초소형 칩 설계는 칩 영역당 차동 저항을 줄여준다. 예를 들어 최대 부하 조건에서 20kHz로 동작하는 3상 태양광 인버터의 프런트엔드 부스트 스테이지에서 이전 세대에 비해 최대 30% 다이오드 손실을 줄일 수 있다.

150°C의 접합부 온도에서 일반 순방향 전압은 단 1.7V로, 이전 세대 대비 30% 더 낮아졌다. 이는 1200V SiC 다이오드로는 업계에서 가장 낮은 순방향 전압을 나타낸다.

따라서 새로운 SiC 다이오드는 특히 UPS 시스템과 같은 비교적 높은 부하에서 동작하는 애플리케이션에 적합하다.

뿐만 아니라 낮은 스위칭 주파수에서도 시스템 효율이 향상된다. 다이오드 암페어 정격에 따라 현재 정격 전류의 최대 14배 정격을 갖는 서지 전류 성능은 애플리케이션 서지 전류 발생 시 견고한 다이오드 동작을 보장한다. 따라서 바이패스 다이오드를 사용할 필요가 없어 복잡성과 시스템 비용을 줄일 수 있다.

롤랜드 스틸(Roland Stele) 인피니언 IGBT 전력 디스크리트 담당 마케팅 이사는 “새로 출시된 5세대 SiC 다이오드는 고객들이 최고 효율을 달성하는 설계를 할 수 있도록 지원한다. 낮은 다이오드 손실과 향상된 서지 전류 성능으로 신뢰성을 높이고 넓은 범위의 스위칭 주파수를 지원할 수 있다”고 하면서 “최신 세대의 인피니언 SiC 쇼트키 다이오드는 전망이 밝은 SiC 재료의 잠재적 가능성을 최대한 끌어냈다는 점에서 큰 진전을 이룬 제품”이라고 말했다.

새로운 1200V thinQ! SiC 쇼트키 다이오드는 인피니언의 1200V Highspeed3 IGBT와 함께 부스트 및 PFC(Power Factor Correction) 부스트 토폴로지로 구현할 경우 시스템 수준에서 많은 이점을 제공한다.

기존 Si 다이오드를 사용하는 솔루션에 비해 다이오드 손실을 줄일 수 있을 뿐 아니라 턴-온 손실 감소로 히트싱크 크기를 줄이거나 향상을 높일 수 있고 낮은 EMI로 더 작고 비용 효율적인 EMI 필터를 사용할 수 있는 등 하이스피드 3(Highspeed 3) IGBT의 성능이 향상된다.

어댑터, 가전, 조명 애플리케이션 위한 최소형 CoolMOS MOSFET



인피니언은 CoolMOS MOSFET 포트폴리오로 ThinPAK 5x6이라고 하는 새로운 리드리스 표면실장(SMD) 패키지 제품을 추가했다.

모바일 기기 충전기, 울트라 HD TV, LED 조명은 여러 상충적인 요구들을 충족해야 하는데, 소비자들이 스타일은 슬림하면서 성능은 뛰어난 제품을 원하기 때문이다.

따라서 제조업체들은 컴팩트하면서 열 발생이 적고 가격 효율적인 반도체 솔루션을 필요로 한다. PCB(printed circuit board) 면적을 차지하는 부품의 크기와 무게를 줄임으로써 이와 같은 제한적인 공간 문제를 해결할 수 있을 것이다.

스트래티지 애널리틱스(Strategy Analytics)의 조사(2014년)에 따르면 전세계 스마트폰 시장은 2013년에서 2018년까지 매년 9.4퍼센트씩 성장할 것으로 전망된다. 충전기의 경우 갈수록 더 소형화되고 빠르며 더 효율적인 솔루션을 제공해야 한다.

높이가 불과 1mm에 불과하고 풋프린트가 5mm×6mm로 매우 소형화된 ThinPAK 5x6 제품은 DPAK과 같은 기존의 SMD 패키지에 비해서 체적이 80퍼센트까지 감소됐다. 그러므로 제조업체들은 더욱 소형화된 충전기를 설계할 수 있는 유연성을 얻게 됐다.

또 ThinPAK은 기존 DPAK 대비 낮은 소스 인덕턴스 등 기생 성분이 매우 낮으므로 모든 부하 조건에서 게이트 발진을 감소시키고 스위칭 시의 전압 오버슈트를 기존 SMD 대비 40퍼센트까지 감소시킴으로써 디바이스 및 시스템 안정성과 사용 편의성을 향상시킨다.

ThinPAK 5x6 제품은 PCB 설계 시에 더 높은 유연성과 더 우수한 스위칭 성능을 제공하므로 저전력 어댑터, 조명, 박형 패널 TV 등의 애플리케이션의 보다 효율적인 전력 변환을 달성할 뿐만 아니라 전체적인 시스템 크기를 줄일 수 있도록 한다.

이들 제품은 앞서 출시되어서 서버와 통신 장비 SMPS 등 고전력 애플리케이션에서 확고한 시장 위치를 차지하고 있는 ThinPAK 8x8의 후속 제품이다.