SiC 전력반도체 사용시 단가 등 경제성을 고려할 때 실리콘 제품과 단순 효율을 비교하기 보다는 신뢰성과 안정성이 보장된 제품을 사용해야 프리미엄 제품으로서의 의미가 있는 것으로 판단되고 있다.

인피니언이 발간한 ‘CoolSiC™ 백서 - 인피니언은 어떻게 SiC 전력 반도체의 신뢰성을 달성하고 검증하는가?’에 따르면 SiC의 이점을 최대한 활용하기 위해서는 철저한 제품 검증 절차가 필요한 것으로 나타났다.

백서에 따르면 SiC 전력반도체의 경우 스위칭 손실이 적어 고속 스위칭이 가능하나 고속 스위칭으로 인해 게이트 오동작 문제가 있고, 이를 해결하기 위해 게이트 단에 네거티브 전압을 사용해 네거티브 전압이 커질수록 수명 저하 문제가 있는 것으로 분석됐다.

이에 게이트 저항 선정이 중요하나 이러한 단점을 피하기 위해 비싼 저항을 선택시 단가가 상승해 오히려 경제적 손실이 발생하고, 신뢰성 및 안정성이 없어 SiC 전력반도체를 채용한 프리미엄 시스템으로서 의미가 없다고 밝혔다.

SiC 전력반도체를 채용한 프리미엄 시스템으로서 가치를 가지고, 경제성 또한 확보하기 위해서는 SiC 전력반도체 자체에 신뢰성과 안정성을 우선적으로 가지는 것이 필수다.

이에 SiC 전력반도체 전문 기업들은 고객들이 혹시 직면할 수 있는 많은 위험성을 사전에 제거하고, 기술을 신뢰하고, 안전하게 활용할 수 있도록 철저한 검증 프로세스를 가동하고 있는 것으로 전해졌다.

우선 인피니언의 경우 문턱전압이 4.5V로 최소 기준인 3.5V 대비 1V 이상을 높여 작은 게이트 저항을 사용할 수 있는 환경을 만들어 스위칭 주파수나 손실에서 큰 이점을 가질 수 있게 하고 있는 것으로 나타났다.

또한 소자의 적절성 평가를 위해 턴오프 스파이크 전압, c*dv/dt 체크 등을 통해 검증하고, 더블 펄스 테스트를 통해 정확한 조건에서 게이트 저항을 선정하고, 스위칭 손실도 측정해 신뢰성 부분에서 소자의 손상이나 안정성과 연결될 수 있도록 하고 있는 것으로 전해졌다.

특히 인피니언에 따르면 단락 시 견딜 수 있는 내량을 데이터시트에서 직접 보증하고 있다.

백서는 효율과 전력 밀도를 높이고 시스템 비용을 낮추기 위해 SiC의 이점을 최대한 활용하기 위해서는 철저한 기술 개발과 제품 검증 절차가 뒤따라야 하고, 소재 자체의 특성이나 동작 모드에 있어서 중대한 차이점이 존재하는 만큼 필요한 개발이나 신뢰성 검증 프로세스를 어떻게 달리해야 할지 신중하게 고려해야 한다고 밝혔다.