노트북·휴대폰 등 첨단 IT제품의 두께를 절반 이하로 줄일 수 있는 획기적인 DC/DC컨버터(직류변환기) 주문형반도체(ASIC)가 개발됐다.
한국전자통신연구원(ETRI·http://www.etri.re.kr) 반도체·원천기술연구소 집적회로연구부(부장 김종대 박사)는 정통부 선도기술개발과제로 ‘휴대통신단말기용 승압형 DC/DC컨버터 ASIC’을 개발하는 데 성공했다고 19일 밝혔다.
이번에 개발된 AISC는 기존 병렬구조의 5㎜ 크기 IC회로를 적층박막형으로 개발, 부품을 30㎛ 두께로 구현했으며 제품 제작공정도 크게 단순화했다.
5인치 웨어퍼 1장당 칩생산능력도 기존 350개에서 700개 수준으로 획기적으로 개선했으며 칩당 면적만으로는 일본 제품의 81%에 불과할 정도로 우수하다.
또 인덕터 부분을 ‘이중나선형’으로 설계해 동일한 조건에서 전력을 증폭시키는 ‘인덕턴스 수치’를 일본 제품의 4.8배까지 끌어올리는 데 성공했다. 이에 따라 더 작은 동작 주파수만으로도 동일한 ‘인덕턴스’ 구현이 가능해 동작 시 발생하는 열이나 잡음을 대폭 줄일 수 있게 됐다.
품질 면에서는 3.3V의 입력전압으로 9V의 출력전압과 1.2W의 출력전력을 나타내는 데다 효율도 70% 수준으로 일본 제품과 동등한 품질계수를 나타낸다.
휴대폰·노트북 등 IT제품의 필수부품인 DC/DC컨버터는 배터리 등의 직류전기를 각 부품에 맞는 전압의 직류로 바꿔 배분하는 장치로 변압기 코일 역할을 하는 5㎜∼1㎝ 높이의 덩어리 형태인 ‘인덕터’와 전류를 제어하는 반도체 회로(IC)로 구성돼 있으며 이의 원칩화가 제품 슬림화의 관건이었다.
이에 따라 세계 연구진은 덩어리 형태의 ‘인덕터’를 IC와 함께 하나의 칩에 집적하려는 연구를 진행해왔으며 일본이 유일하게 원칩화 제품 구현에 성공한 바 있다.
ETRI는 이번에 개발된 기술을 내년 하반기 양산을 목표로 산업체 기술이전을 추진키로 했다.
김종대 박사는 “머리카락 굵기의 3분의 1도 안되는 30㎛에 불과한 박막칩 제작기술 개발로 세계 정상급에 올라서게 됐다”며 “상용화되면 2억달러 규모의 세계 휴대폰 배터리 보호 및 DC/DC컨버터 관련 전원소자 시장을 석권할 것으로 기대한다”고 말했다.
<대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr>
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