AI데이터센터 전력효율 해법으로 뜨는 SiC·GaN 소재

한국전력소자산업협회 K-포럼에서 ETRI 배성범 실장은 AI 데이터센터의 전력 사용량 증가로 SiC·GaN 등 화합물 전력반도체의 역할이 커지고 있다고 밝혔다. 엔비디아가 주도하는 800V DC 배전 구조처럼 고전압화가 진행되면서 기존 실리콘 소자로는 손실·발열 억제에 한계가 있기 때문이다. SiC는 외부 전력망의 고전압·고출력 변환에, GaN은 서버 내부 저전압 고속 스위칭에 강점이 있어 용도가 구분된다. 다만 소재 간 열팽창 계수 차이로 인한 웨이퍼 휨·균열, 기판 열전도 문제가 상용화 과제로 남아 있어 새로운 기판 소재와 수직형 소자 구조 연구가 진행 중이다.

핵심

1. AI 데이터센터의 전력 수요 증가로 고전압 전력망 도입이 확산되며 화합물 전력반도체 중요성이 커짐
2. 엔비디아 주도 800V DC 배전 구조는 전력 변환·배선 손실을 줄이기 위한 고전압화 흐름을 보여줌
3. SiC는 고전압·고출력 외부 전력망 변환에, GaN은 서버 내부 저전압 고속 스위칭에 각각 강점
4. 소재 간 열팽창 계수 차이로 인한 웨이퍼 균열, 기판 열전도 문제 해결이 상용화 과제로 남음