ST마이크로, AI 서버 전력 효율 겨냥한 700V PowerGaN 반도체 출시

AI 서버가 전력 반도체 시장도 흔드는 중

• ST마이크로일렉트로닉스가 700V PowerGaN 전력 반도체 신제품을 출시함

  • 적용 대상은 AI 서버, 휴머노이드 로보틱스, 산업용 전원공급장치, 스마트 그리드 컨버터 등임
  • 기존 실리콘 기반 전력 소자의 한계를 넘어 고효율 전력 변환을 노리는 제품임

• 핵심은 AI 서버의 전력 소비 문제를 더 효율적인 전원부로 풀겠다는 것임

  • AI 서버는 GPU 때문에 전력 밀도와 발열이 계속 커지고 있음
  • 전원공급장치 효율이 조금만 좋아져도 데이터센터 규모에서는 비용과 냉각 부담에 꽤 큰 차이가 생김

제품 스펙은 꽤 구체적임

• ST는 총 7종의 GaN 인핸스먼트 모드 트랜지스터(HEMT)를 추가함

  • 연속 전류 정격은 6A~29A 범위임
  • 일반적인 RDS(on)은 53밀리옴~270밀리옴 수준임
  • 제품명으로는 SGT350R70GTK, SGT070R70HTO, SGT080R70ILB, SGT105R70ILB, SGT140R70ILB, SGT190R70ILB, SGT240R70ILB 등이 포함됨

• GaN 와이드밴드갭 기술의 장점도 전면에 내세움

  • 초저 내부 커패시턴스와 낮은 게이트 전하를 갖춰 Qg×RDS(on) 성능 지수에서 기존 실리콘 디바이스를 크게 앞선다고 설명함
  • 높은 스위칭 주파수로 동작할 수 있어 자성 부품과 수동 소자의 크기를 줄일 수 있음
  • 결과적으로 전력단 전체를 더 작고 가볍게 만들 수 있음

• 패키징도 전원부 설계자들이 신경 쓸 만한 부분이 있음

  • TO-LL과 PowerFLAT 8×8 패키지는 켈빈 소스 연결 방식을 적용함
  • 이 구조는 노이즈 내성을 높이고 게이트 드라이버를 보호하는 데 유리함
  • 주요 전자설계자동화(EDA) 라이브러리와 툴체인에서 지원되는 패키지라 기존 전력 변환 회로에 넣기 쉽게 만든 것도 포인트임

• 가격과 공급 상태도 공개됨

  • 제품은 현재 생산 중임
  • eSTore와 ST 공식 대리점을 통해 구매 가능함
  • 1,000개 주문 기준 개당 가격은 0.63달러에서 2.25달러 수준임

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기술 맥락

• ST가 여기서 선택한 방향은 더 높은 전압과 주파수를 다룰 수 있는 GaN 전력 소자로 전원공급장치 효율을 끌어올리는 거예요. AI 서버는 GPU 성능만큼이나 전력을 안정적으로 공급하고 열을 줄이는 게 중요하거든요.

• 왜 실리콘 대신 GaN이냐면, GaN은 스위칭 손실이 낮고 고주파 동작에 유리해요. 전원부가 더 높은 주파수로 동작하면 인덕터나 커패시터 같은 주변 부품을 줄일 수 있고, 서버 내부 공간과 무게를 아낄 수 있어요.

• 기사에서 700V 정격과 6A~29A 전류 범위를 강조한 건 적용 범위를 넓히려는 의도예요. 저전력 어댑터 같은 영역을 넘어 AI 서버, 로보틱스, 산업용 전원처럼 전력 요구가 큰 장비에 넣겠다는 뜻이죠.

• 켈빈 소스 연결 같은 패키지 설계도 그냥 부가 기능이 아니에요. 고속 스위칭에서는 노이즈가 게이트 제어를 흔들 수 있어서, 패키지 수준에서 노이즈 내성과 드라이버 보호를 챙겨야 실제 회로 적용이 쉬워져요.