화학뉴스

보쉬(Bosch)가 파워반도체로 글로벌 자동차 시장을 개척하고 있다.
전기자동차(EV), 인버터, 온보드 및 오프보드 차저에 집중하고 있으며 기기 소형 및 경량화 기술 뿐만 아니라 극소전기기계 시스템(MEMS) 센서 제조 프로세스를 탄화규소(SiC) 및 금속산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOSFET)에 응용함으로써 높은 신뢰도를 부여해 차별화에 나서고 있다.
150mm 웨이퍼부터 200mm 웨이퍼로의 전환 등 생산성 향상에 대응하고 있으며 SiC 파워반도체 생산량을 억장 단위로 확대하는 것을 목표로 하고 있다.
파워반도체는 전력을 효율적으로 제어할 수 있어 전기자동차 개발과 탄소중립에 기여 가능하며 인버터 등 자동차 탑재기기를 소형화할 수 있다는 점에서 전동자동차(xEV)용 수요가 증가하고 있다.
세계 최대 티어1인 보쉬는 반세기 이상에 걸쳐 파워반도체 관련 연구를 추진하고 있으며 2022년에는 독일 로이틀링겐(Reutlingen)에 SiC-MOSFET 양산체제를 갖추고 자동차용 수요 개척을 본격화하고 있다.
보쉬는 자동차 탑재기기와 자동차부품 사업에서 축적한 제조기술을 파워반도체 제조에 응용함으로써 차별화에 나서고 있다.
자동차용 반도체 MEMS 센서 시장에서는 세계 최대 시장점유율을 확보하고 있으며 MEMS 센서 제조에 사용하는 복잡한 프로세스를 SiC-MOSFET에 활용함으로써 특수한 MOSFET 설계 및 게이트 산화 프로세스를 통한 고신뢰 퍼포먼스를 실현했다는 평을 받고 있다.
보쉬의 BTIMxx SiC MOSFET 시리즈는 자동차 탑재용으로 설계된 것으로 개별 반도체의 신뢰성 시험 규격인 AEC-Q101을 충족하고 있다.
파워 일렉트로닉스 시스템에서는 스위칭 주파수를 높임으로써 인덕터와 컨덴서 등 수동부품을 소형화할 수 있고 효율 향상, 전력밀도 향상, 용적 축소 등의 효과를 얻고 있다.
자사 사업장에서 일관 생산할 수 있다는 점은 보쉬의 강점으로 파악되고 있다.
독일 로이틀링겐의 반도체 공장에서 SiC-MOSFET를 생산하고 있으며 기술 개발과 신제품 설계도 생산현장 인근에서 실시함으로써 제조 중 피드백에 신속히 대응 가능한 체제를 마련하고 있다.
현재는 직경 150mm 웨이퍼로 SiC 칩을 양산하고 있으나 앞으로 200mm로도 생산해 대규모 스케일 메리트를 확보하고 수익성을 향상시킬 계획이다.
보쉬의 파워반도체와 관련된 기술적 축적은 1960년대 알터네이터용 정류 다이오드 양산에서 시작된 것으로 1970년대 전자 이그니션용 바이폴라 고전압 트랜지스터, 스마트 파워 기기를 양산하며 이그니션 드라이버, 인젝션 벌브 드라이버 등의 용도부터 시작해 다른 자동차 탑재 용도를 개척한 바 있다.
2009년에는 전기자동차 인버터용 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 몰드 모듈, 파워 스티어링 트랜스미션용 MOSFET 몰드 모듈 양산을 시작했다.
SiC는 2011년 1200볼트를 시험 생산했고 2022년 들어 SiC-MOSFET 양산을 시작함으로써 자동차 탑재용 시장을 본격적으로 개척하고 있다. (K)