글로벌 시장조사기관 마켓사이즈앤트렌드(Market size and trends)에 따르면 글로벌 모터 제어 IC 시장은 2030년 102억 달러(한화 약 14조원)에 도달할 것으로 예측되고 있다. 연평균 7.8%의 높은 성장률 배경에는 신흥 경제 성장국의 높은 산업 수요와 함께 산업자동화·드론 및 로봇 수요 증가·모터제어 시스템에서 인공지능(AI) 통합 등이 그 배경으로 손꼽히고 있다.

마켓사이즈앤트렌드는 산업계가 효율적이고 확장 가능하며 비용 효율적인 솔루션을 선호함에 따라 고급 모터 제어 IC에 대한 수요가 향후 몇 년간 상당한 성장을 경험할 것으로 예상했다.

이러한 가운데 전통의 아날로그 IC 제조사들은 시장이 요구하는 모터 제어 추세에 맞춰 모터 드라이버 신제품과 솔루션들을 잇따라 선보이고 있다.

■ ST, DC 모터 드라이버 출시...BOM 코스트 절감
ST마이크로일렉트로닉스(이하 ST)가 기능 안전 애플리케이션을 비롯해 다양한 자동차 적용 사례를 지원하는 ‘VNH9030AQ’ 통합 풀 브리지(Full-Bridge) DC 모터 드라이버를 출시해 차량용 모터 솔루션의 포토폴리오를 확장했다.

이 칩은 각 하프 브리지 레그 당 30mΩ의 RDS(on)로 도어 제어 모듈, 워셔 펌프, 전동 리프트 게이트, 전동 트렁크, 시트 조절기와 같은 중저전력 DC 모터 구동 애플리케이션에 적합하다. 

비소산(Non-Dissipative) 통합 전류 감지 회로를 통해 디바이스에 흐르는 전류를 모니터링하여 각 모터의 위상을 식별하고 외부 부품 수를 줄이는 장점이 있는 것으로 전해지며, 낮은 대기전력 소모를 바탕으로 존 컨트롤러에 적합하다고 강조된다.

VNH9030AQ는 △게이트 드라이버 △진단 기능 △과전압 과도 △저전압 △단락 상태 △교차 전도에 대한 보호 기능을 갖춘 하이 사이드(High-Side) 및 로우 사이드(Low-Side) MOSFET을 통합했으며, MOSFET을 병렬 또는 직렬로 유연하게 구성할 수 있어 다중 모터가 포함된 시스템 요건에 알맞다.

■ ADI Trinamic 모터 제어, AI 기술의 결합
최근 AI 기술과 모터 제어의 결합으로 실시간 피드백 및 분석 데이터를 확보할 수 있으며 이를 기반으로 더욱 효율적인 제어를 가능케 했다. 

ADI Trinamic TMC2209 드라이버는 UART 인터페이스를 통해 AI 시스템과 통합해 실시간 피드백을 제공한다. 이를 활용한 AI 기반 시스템은 모터 성능 데이터를 분석해 효율적인 제어가 가능하다.

반도체 제조 공정에서는 TMC5160과 같은 고성능 드라이버가 활용되면서 웨이퍼 이송 시스템의 정밀도를 향상시킨다. Trinamic의 마이크로스텝 기술은 모터 분해능을 높여 나노미터 수준의 정밀 제어를 구현한다.

산업자동화에서 Trinamic의 StealthChop 기술은 PWM 초퍼 알고리즘을 최적화해 스테퍼 모터 구동 시 소음을 크게 감소시키며, 모터 진동을 줄여 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한 모터에 필요한 전류만 공급함으로써 에너지 효율을 향상시키고 발열을 최소화하며, 이는 제어 시스템의 수명이 연장되고 안정성 향상에 기여한다.

△산업용 로봇 △3D 프린터 △카메라 짐벌 △스마트 홈 디바이스 등 다양한 응용 분야에서 Trinamic 기술은 △동작 정밀도 유지 △전력 소비 절감에 기여한다.

■ 인피니언, 차량용 모터 제어 IC 출시
인피니언은 지난해 말 차량용 12V BLDC(브러시리스 DC) 모터 애플리케이션을 위한 새로운 MOTIX™ TLE9189 게이트 드라이버 IC를 출시한 바 있다. 이는 제동 시스템과 전동 파워 스티어링을 포함한 바이-와이어 솔루션에서 안전과 효율성을 동시에 제공한다.

또한 AEC Q100 Grade 0 및 ISO 26262(ASIL D) 인증을 받았으며, TQFP-48(9x9mm²)과 VQFN-48(7x7mm²) 두 가지 패키지로 제공된다. 4.2V∼36V의 공급 전압 범위 12V 차량용 배터리 시스템용으로 출시된 제품이며, PWM 입력과 통합 전류 감지 증폭기를 포함한 모터 제어 개념을 적용해 높은 유연성과 세분성을 제공하며, 다양한 모니터링 및 진단 기능이 통합돼 있다.

인피니언 스마트 파워 부문의 안드레아스 돌 수석 부사장은 “TLE9189는 4세대 오토모티브 3상 스마트 게이트 드라이버 IC로서 지능형 모터 제어를 위한 향상된 기능을 제공한다”며 “고객의 바이-와이어 솔루션 수요를 충족시키는 높은 신뢰성과 안전성을 갖추고 있다”고 말했다.

■ 마우저-NXP, 첨단 모터 제어 기술 전자책 발간
마우저는 NXP와 협업해 전기차 및 산업 분야에서의 첨단 모터 제어 기술을 소개하는 새로운 전자책을 최근 발간했다. 시스템 전동화의 가속화에 대한 전문가들의 다양한 시각을 담고 있으며, 전기차(EV)의 성능을 극대화하는 데 필수적인 모터 제어 시스템의 중요성을 강조한다.

최신 전기차를 위한 첨단 모터 제어 기술에 대한 11명의 전문가 제언(11 Experts Discuss Advanced Motor Control for Modern Electric Vehicles)이라는 제목의 전자책은 NXP와 자동차 엔지니어들이 참여해 모터 제어 시스템이 차량 성능에 미치는 영향과 NXP 반도체의 지원 방안을 소개했다.

△자동차 차체 전장 시스템과 배터리 관리, 존 컨트롤러 최적화된 S32K3 32비트 MCU △고전압 아날로그 기능과 통신 인터페이스, MCU를 하나의 소형 SiP에 통합한 12V 모터 제어 솔루션 S32M2 등을 다뤘다.