세계 각국은 탈탄소, 순탄소배출제로의 목표를 실현하기 위해 노력하고있는데 관건적인 경로의 하나는 에너지공급과 수요가 진일보 전기화되는것이다.고효율 전원 공급 장치 전환은 두 가지를 추진하는 중요한 요소입니다.공급 측면의 재생에너지 전력 변환 응용 (예: 태양열 인버터) 과 수요 측면의 교통 전기화는 모두 탄화규소 (SIC) 와 질화갈륨 (GaN) 등 광대역 갭 (WBG) 전력 반도체를 사용하여 우위를 점한 예로 전력 변환 효율과 전력 밀도를 들 수 있다.

전 세계적으로 향상된 전기화:

전력 수요 증가는 다음과 같은 여러 가지 요인에 의해 추진됩니다.

비용 개선, 기술 및 인프라에 따른 수요 증가로 화석연료 내연기관에서 전기차(EV)로의 전환이 가속화되고 있다.

주택과 상업가정의 난방에서 전동열펌프로의 전환은 재차 원가와 상대적으로 전통적인 가스보일러의 효률이 뚜렷이 제고된데 의해 추진되였다.철강 생산 등 기타 공업 응용도 갈수록 전기난로를 많이 사용한다.수소를 사용하여 열량을 발생시키는 응용, 예를 들어 대종화학품의 생산과 화물철도는 모두 전기에너지를 사용하여 생산해야 할 것으로 예상된다.

디지털 경제의 성장과 인공지능(AI) 사용으로 전 세계 데이터량이 크게 늘었다.데이터 센터 및 냉각 시스템은 많은 에너지를 필요로 합니다.

전력이 세계 에너지 소비에서 차지하는 비율은 약 20% 이다.앞으로 몇 년 동안 이 추세가 가속화되어 2050년까지 순 제로 배출 시나리오가 50% 를 넘을 것으로 예상된다.GaN 전력 반도체가 중요한 역할을 할 것으로 예상되는 일부 핵심 수급 분야를 살펴보자.

태양열

GaN 기반 소형 인버터, 최적화기 및 전력 조절기는 태양광판 (PV) 에서 발생하는 직류 전기를 가정, 충전소 및 전기 자동차에 전력을 공급하는 사용 가능한 AC 전기로 더 효과적으로 변환합니다.주택 태양광의 평준화 에너지 비용(LCOE)은 2024년에 더욱 하락할 것으로 예상되어 점점 더 경제적인 솔루션이 될 것이다.고출력 태양광 패널과 배터리 스토리지 솔루션에 대한 요구는 고출력 인버터에 대한 수요를 촉진시켰다.GaN 기반 솔루션은 효율성, 시스템 크기 및 단순한 토폴로지를 제공합니다.

양방향 마이크로 인버터 토폴로지는 에너지 저장 솔루션(ESS)을 더욱 쉽고 효율적으로 통합할 수 있습니다.이 보고서는 또한 마이크로그리드(5kW-500kW)나 중앙집중식 유틸리티 규모 발전(수백메가와트)을 막론하고 태양광 발전이 주류 전력망에 더 높은 수준으로 지능적으로 융합될 것으로 전망했다.이는 농촌과 도시 공동체의 에너지 독립성과 복원력을 확보할 것이다.

데이터 센터

IEA에 따르면 2022년까지 데이터 센터에서 소비되는 전력은 전 세계 전체 전력의 약 2%(약 460TWh)로, 이 중 40%가 냉각용이다.전 세계적으로 생성 된 데이터의 양은 기하급수적으로 증가하여 2025 년까지 175 ZB로 2010 년에 비해 146 배 2 증가 할 것으로 예상됩니다.인공지능의 사용은 컴퓨팅 수요를 크게 증가시켜 에너지 발자국을 증가시켰다.예를 들어, 단일 생성식 인공 지능 조회의 탄소 발자국은 검색 엔진 요청의 4배인 것으로 믿어진다.

데이터 센터 애플리케이션은 GaN 전력 반도체에 대한 수요가 강하다.새로운 정부 법규는 이 과정을 가속화시킬 뿐이다.서버 전원 공급 장치 전력 변환 효율성에 대한 PUE(전원 이용 효율) 취약점은 데이터 센터의 효율성 요구 사항과 함께 해결될 것으로 예상됩니다.낮은 온도에서 GaN을 사용하면 냉각 전력 및 크기 요구 사항을 줄일 수 있습니다.냉판 액체 냉각 추세는 서버 성능도 향상시킬 수 있습니다.

전기 자동차

전기차 판매량은 2024년 판매량이 21% 급등해 2030년에는 전 세계 자동차 판매량의 3분의 2인 4를 넘어설 것으로 예상되는 등 강한 성장을 보이고 있다.SiC 파워 유닛은 전기 자동차 견인 인버터에서 주도적 인 역할을 수행합니다.자동차 시장에서 GaN은 향후 몇 년 동안 점점 더 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.GaN 전력 반도체는 400V 버스 시스템에서 Si 및 SiC 솔루션의 비용 효율적인 대안으로 간주 될 수 있습니다.

차량용 충전기(OBC) 및 DC-DC 동글은 GaN의 최초 적용 대상이 될 수 있습니다.다중 레벨 GaN 토폴로지는 고속 충전 800V 버스 시스템에서도 실행 가능한 솔루션이 될 수 있습니다.배터리 비용이 계속 절감됨에 따라 GaN의 향상된 효율과 전력 밀도는 전체 비용을 절감하는 동시에 전기 자동차의 주행 거리를 향상시킬 수 있습니다.

소비자 및 비즈니스 시장

2024년부터 EU 내에서 판매되는 휴대폰, 태블릿 또는 카메라에는 USB Type-C 충전 포트가 필요합니다.이렇게 하면 엔드 유저 환경이 단순화됩니다.전력 수준이 더 높은 동일한 전원 어댑터는 휴대폰에서 노트북에 이르는 다양한 장치에 사용할 수 있어 충전 경험을 단순화합니다.GaN 부품은 이미 많은 전원 어댑터에 널리 사용되고 있으며, 고효율 및 소점유 면적의 요구는 이러한 추세를 가속화시킬 것이다.

독일 뮌헨 등 대도시에서는 이들 고효율 충전기를 스마트폰에 사용함으로써 연간 2.3GWh 이상의 가정 에너지를 절감하고 1.1kt CO2 당량 배출을 줄일 수 있다.오디오 산업은 또한 D-클래스 오디오 디자인에서 GaN의 뛰어난 성능을 활용하여 자동차 오디오 시스템을 더 가볍고 작으며 효율적으로 만들 수 있습니다.고효율의 수 킬로와트 전문 오디오 증폭기 시스템은 GaN에 의해 구현될 것입니다.GaN이 적용된 더욱 단순한 디자인의 HD 소비자 오디오는 소비자에게 현저한 오디오 경험을 선사할 것입니다.

특히 인피니티 테크놀로지는 2023년 10월 GaN Systems를 인수했다.이것은 그들의 GaN 로드맵을 가속화시켰다.그들의 GaN 포트폴리오에는 100V~700V의 전압 범위의 e-mode GaN HEMT 부품이 포함되어 있으며, 다양한 혁신적인 SMT 패키지를 채택하고 있다.이 장비들은 전기 자동차에서 전원 어댑터와 같은 응용에 중요한 역할을 할 것으로 예상되며 순 제로 경제 목표를 달성하는 데 도움이 될 것입니다.

부스트 테크놀로지는 전력 부품 분야를 깊이 파고들어 고객에게 IGBT, IPM 모듈 등 전력 부품과 MCU와 터치 칩을 제공하며 핵심 기술을 보유한 전자 부품 공급업체와 솔루션 업체이다.