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ST마이크로, 탁월한 안전성 및 신뢰성 지원 GaN 드라이버 출시

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ST, 갈바닉 절연 기능 통합 GaN 게이트 드라이버

다양한 전자 애플리케이션과 고객들을 지원하는 세계적인 반도체 회사인 ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 GaN(Gallium-Nitride) 트랜지스터를 지원하는 ST 최초의 갈바닉 절연 게이트 드라이버인 STGAP2GS를 출시했다. 이 드라이버는 견고한 안전성 및 전기적 보호 기능과 더불어 뛰어난 와이드 밴드갭(Wide Bandgap) 효율성이 필요한 애플리케이션에서 크기를 줄이고 부품원가(BoM)를 절감해준다.

이 단일 채널 드라이버는 최대 1,200V 또는 STGAP2GSN 협폭(narrow-body) 버전의 경우 1,700V의 고전압 레일에 연결할 수 있으며, 최대 15V의 게이트 구동 전압을 제공한다. 연결된 GaN 트랜지스터에 최대 3A의 게이트 전류를 싱킹 및 소싱할 수 있기 때문에 높은 동작 주파수에서도 정밀한 스위칭 전환을 보장한다.

STGAP2GS는 절연 장벽 전반에 걸쳐 전파 지연을 최소화해 단 45ns의 빠른 동적 응답을 보장한다. 또한, 전체 온도 범위에서 ±100V/ns의 dV/dt 과도 내성을 제공함으로써 원치 않는 트랜지스터 게이트 변경을 방지한다. STGAP2GS는 싱크 및 소스 핀을 별도로 사용할 수 있어 게이트 구동 동작 및 성능의 간편한 조정이 가능하다.

STGAP2GS는 광학 절연을 제공하는 데 구성요소가 따로 필요하지 않기 때문에 다양한 컨슈머 및 산업용 애플리케이션에서 효율적이고 견고한 GaN 기술을 손쉽게 적용할 수 있다. 주요 애플리케이션으로는 컴퓨터 서버의 전원공급장치, 공장 자동화 장비, 모터 드라이버, 태양광 및 풍력 발전 시스템, 가전제품, 가정용 팬, 무선 충전기 등이 있다.

이 드라이버는 갈바닉 절연 기능의 통합 외에도, GaN 기술에 최적화된 열 차단 및 UVLO(Under-Voltage Lockout) 등 시스템 보호 기능도 내장해 신뢰성과 견고성을 보장한다.

2종의 데모 보드인 EVSTGAP2GS 및 EVSTGAP2GSN은 표준 STGAP2GS와 협폭 버전의 STGAP2GSN을 ST의 75mΩ, 650V 인핸스먼트-모드(enhancement-Mode) GaN 트랜지스터인 SGT120R65AL과 결합시켜 사용자가 드라이버 기능을 평가할 수 있도록 한다.

SO-8 와이드바디 패키지 기반 STGAP2GS와 SO-8 협폭 패키지 기반 STGAP2GSN은 현재 모두 이용 가능하며, 가격은 1,000개 구매 시 1.42달러이다.

자세한 정보는 www.st.com/stgap2gs에서 확인할 수 있다.

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현대자동차그룹 슈퍼널, CES 2024에서 차세대 AAM 기체 ‘S-A2’ 공개하다

현대자동차그룹의 AAM(Advanced Air Mobility) 독립 법인인 슈퍼널(Supernal)은 미국 라스베이거스에서 열린 CES 2024에 처음 참가해 차세대 기체 ‘S-A2’의 실물 모형을 최초 공개한다

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S-A2, 조종사 포함 5명 탑승 가능한 eVTOL(전기 수직이착륙) 기체

현대차그룹 슈퍼널이 공개한 AAM 기체 SA-2 외부 모습
현대자동차그룹 슈퍼널이 공개한 차세대 AAM 기체 SA-2의 모습

현대자동차그룹이 그리는 최첨단 항공 모빌리티의 미래가 한 발짝 가까워졌다.

현대자동차그룹의 AAM(Advanced Air Mobility) 독립 법인인 슈퍼널(Supernal)은 미국 라스베이거스에서 열린 CES 2024에 처음 참가해 차세대 기체 ‘S-A2’의 실물 모형을 최초 공개하고 미래 AAM 생태계 구축 전략을 발표했다.

S-A2는 현대자동차그룹이 2028년 상용화를 목표로 개발중인 eVTOL(electric Vertical Take-off and Landing, 전기 수직 이착륙 항공기) 기체로, 지난 2020년 CES에서 현대자동차그룹이 첫 비전 콘셉트 S-A1을 제시한지 4년만에 새로 공개된 모델이다.

이날 열린 프레스 컨퍼런스에서는 신재원 현대자동차·기아 AAM본부장 겸 슈퍼널 CEO와 벤 다이어천(Ben Diachun) 슈퍼널 CTO(Chief Technology Officer), 루크 동커볼케(Luc Donckerwolke) 현대자동차·기아 CCO(Chief Creative Officer)가 각각 발표자로 나서 S-A2 기체의 디자인 콘셉트와 주요 특징을 소개하고 AAM 상용화를 위한 전략을 발표했다.

슈퍼널은 CES 2024 기간 동안 라스베이거스 컨벤션 센터 외부에 실제 크기의 버티포트(Vertiport, 수직 이착륙 비행장)를 연상시키는 전시장을 마련해 관람객들이 슈퍼널의 AAM 탑승 과정 전반을 경험할 수 있도록 했다.

전시장에 들어선 관람객은 대형 LED 스크린 앞 360도로 회전하도록 전시된 S-A2 기체를 통해 LA 상공을 누비는 시뮬레이션을 체험하게 된다. 동시에 전시장에 마련된 컨트롤 룸에서는 AAM이 이륙해서 착륙하기까지의 과정과 다양한 기상 상황에 따라 항공 관제 시스템이 실시간으로 운영되는 모습을 볼 수 있다.

또한 슈퍼널은 LA 시내를 표현한 디오라마를 통해 메가시티(Megacity)에서 AAM 네트워크가 효율적인 교통수단으로서 작동하는 모습을 연출하는 등 유기적으로 연계된 미래 항공 모빌리티를 실감나게 체험할 수 있도록 전시부스를 구성했다.

신재원 현대자동차·기아 AAM본부장 겸 슈퍼널 CEO는 “이번 신규 기체 공개는 미래 모빌리티 패러다임 전환을 선도하겠다는 슈퍼널과 현대자동차그룹의 의지를 보여주는 것”이라며, “‘최적의 시점에 최고의 기체(right product at the right time)’를 선보인다는 전략을 이어 나가는 한편, 관련 업계와의 지속적인 협업을 통해 AAM 생태계 구축에 앞장서겠다”고 밝혔다. 

슈퍼널의 새로운 eVTOL 콘셉트, S-A2 | CES 2024

■ 신형 AAM 기체 ‘S-A2’… 효율성과 안전성 겸비한 최첨단 설계

슈퍼널이 새로 공개한 S-A2는 전장 10m, 전폭 15m로 조종사 포함 5명이 탑승 가능하다. 기체는 총 8개의 로터(Rotor)가 장착된 주 날개와 슈퍼널 로고를 본뜬 V자 꼬리 날개, 현대자동차그룹의 디자인 철학이 녹아든 승객 탑승 공간으로 이뤄져 있다.

이 기체에는 틸트 로터(Tilt-Rotor) 추진 방식이 적용된다. 회전 날개인 로터가 상황에 따라 상하 90도로 꺾이는 구조를 통해 이착륙 시에는 양력을 얻기 위해 로터가 수직 방향을 향하다가 순항 시에는 전방을 향해 부드럽게 전환된다.

틸트 로터 방식은 현재 AAM에 적용되는 추진 방식 가운데 가장 혁신적이면서도 효율적인 작동방식 중 하나로 알려져있다. 특히, 수직 이착륙 시 8개의 로터 중 전방 4개는 위로, 후방 4개는 아래로 틸트되는 구조는 슈퍼널이 업계 최초로 도입하는 독자적인 방식이다.

이와 같은 추진 방식은 수직비행을 위한 별도의 로터를 필요로 하지 않고 이착륙 시와 순항 중 8개의 로터가 모두 추진력을 제공하기 때문에 전력 효율을 극대화할 수 있다.

또한, 여러 개의 로터를 독립적으로 구동하는 분산 전기추진(DEP, Distributed Electric Propulsion)을 적용하고, 로터마다 모터를 이중으로 배치해 고장 등 문제가 생겨도 안전하게 운항할 수 있도록 한 점이 특징이다.

슈퍼널은 S-A2 기체가 최대 400~500m의 고도에서 200km/h의 순항 속도로 비행하는 것을 목표로 개발 중이다. S-A2는 상용화 시 도심 내 약 60km 내외의 거리를 비행할 예정이다.

도심 위를 쉴 새 없이 비행해야 하는 점을 고려, 기체 작동시 발생하는 소음도 최소화할 계획이다. S-A2 기체는 전기 분산 추진 방식을 활용해 운항 시 소음을 45~65 데시벨(dB)로 유지하도록 설계됐다. 이는 식기 세척기의 작동 소음에 불과한 수준이다.

무엇보다 슈퍼널은 새로운 AAM 기체의 안전성을 가장 강조했다. S-A2 기체의 로터 뿐 아니라 배터리 제어기, 전력 분배 시스템, 비행 제어 컴퓨터 등 모든 주요 장치에는 비상상황에 대비한 다중화 설계가 적용된다. 

더욱이 슈퍼널은 S-A2를 야간 및 다양한 기상조건에서도 계기와 관제 지시에 따라 안정적인 운항이 가능하도록 제작해, 2028년까지 상용 항공업계와 동등한 안전 기준을 만족하는 기체를 출시할 계획이다.

벤 다이어천 슈퍼널 CTO는 “이번 S-A2 기체는 100개가 넘는 다양한 디자인 아이디어로부터 출발해 얻어낸 종합적인 공학 분석의 산물”이라고 강조하며, “슈퍼널과 현대자동차그룹은 언제나 탑승객과 시민의 안전을 최우선 목표로 연구 개발을 지속하고 있다”고 밝혔다.

슈퍼널 CEO 및 CTO, CCO가 SA-2 기체 앞에서 포즈를 취한다
슈퍼널 CEO 벤 다이어천, 현대차.기아 AAM본부장 겸 슈퍼널 CEO 신재원 사장, 현대차.기아 글로벌 디자인본부장 겸 CCO 루크 동커볼케 사장

■ 차량 디자인 프로세스 접목… 승객 편의와 안전 모두 잡은 인간 중심적 디자인

이번에 공개된 S-A2 기체의 내외관은 슈퍼널과 현대자동차·기아 글로벌디자인본부의 긴밀한 협업을 통해 탄생했다. 모든 엔지니어링과 통합 기체 디자인은 슈퍼널이 담당했으며, 내·외관 스타일링은 현대자동차·기아 CCO인 루크 동커볼케 사장의 주도 하에 현대자동차·기아 글로벌디자인본부가 맡았다.

특히 슈퍼널의 기체는 경쟁사의 AAM과 달리 기존 항공기의 문법을 따르지 않고 자동차 디자인 프로세스를 접목시켜 승객 편의와 안전을 세심하게 고려하면서도 감각적인 디자인을 더한 점이 강점이다.

S-A2의 내·외관 스타일링을 주도한 루크 동커볼케 사장은 장식적 요소를 최소화하면서도 공기역학 성능을 고려한 역동적인 형상을 담은 ‘키네틱 퓨어리즘(Kinetic Purism, 역동적 순수주의)’ 철학을 적용했다고 밝혔다.

기체 외관은 날개에서부터 착륙 장치에 이르기까지 하나의 부드러운 형상으로 어우러져 역동적인 조화를 연출한다. 측면부는 기체 꼬리를 향해 날렵하게 다듬어진 글라스에 바디를 매끄럽게 결합해 기존 항공기에서 찾아볼 수 없는 슈퍼널만의 독특한 인상을 완성시켰다.

또한, 이번 신규 기체는 디자인 콘셉트를 넘어 실제 운항 가능성과 사용자 경험을 고려한 디테일을 담아 발전된 점이 돋보인다.

기체 내부의 경우, 경량화된 탄소섬유 소재의 캐빈은 조종석과 4인 승객석을 분리해 조종사가 안전한 비행에 집중하도록 하면서도 수하물을 적재할 수 있는 추가 공간을 확보해 준다. 

인체공학적으로 조형된 시트는 승객에게 안락함을 제공하는 동시에 수직 비행시 충격을 완화하도록 설계됐다. 시트 사이에는 마치 차량과 같이 넉넉한 수납 공간과 스마트폰 충전 등 다양한 편의 기능을 제공하는 센터 콘솔이 적용된 점 또한 눈길을 끈다. 

실내 공간에는 풍부한 조명과 반투명한 소재를 적극 활용함으로써 자칫 좁고 답답하게 느껴질 수 있는 실내를 넓어 보이게 하는 효과를 거뒀다. 공조를 위한 별도의 그릴을 두지 않고 천장에 숨겨진 송풍구로부터 나온 바람이 내벽을 타고 자연스럽게 순환하도록 한 점도 디자인 완성도를 한 층 높였다.

여기에 승객이 기체에 탑승할 때에는 내부를 비추다가 내릴 때에는 바깥쪽을 향하도록 정교하게 설계된 실내 조명, 타고 내리기 편리하면서도 로터로부터 승객을 보호하는 도어 설계 등 기능적이면서도 안전을 최우선에 둔 인간 중심적 디자인이 기체 곳곳에 녹아 있다.

뿐만 아니라 S-A2의 승객 좌석은 자유자재로 변형이 가능하다. 정해진 노선과 스케줄에 따라 운항하는 항공기와 달리, AAM은 다양한 사용 목적에 따라 실내 공간을 쉽고 빠르게 변형할 수 있어야 하기 때문이다. 따라서 조종석을 제외한 4인 승객석은 필요에 따라 VIP를 위한 2인석으로도, 또는 모든 시트를 덜어낸 화물칸으로도 바뀔 수 있다. 

루크 동커볼케 사장은 “S-A2 기체는 슈퍼널의 항공 기술과 현대자동차그룹의 자동차 디자인이 만나 탄생한 ‘Auto Meets Aero(자동차와 항공기의 결합)’의 대표 사례”라며, “언제나 승객 관점에서 생각하는 현대자동차그룹의 디자인 철학은 차량이나 AAM 기체에서나 동일하다”고 밝혔다. 

SA-2 기체의 사양 인포그래픽
SA-2 기체의 사양 안내

■ 글로벌 협업 통한 미래 항공 모빌리티 생태계 구축

슈퍼널은 이날 프레스 컨퍼런스에서 미래 항공 모빌리티의 상용화를 위해 다양한 부문과의 전방위적인 협력 구상에 대해서도 발표했다. 

우선, 슈퍼널은 현대자동차그룹의 전기차용 PE 시스템 개발 역량과 자동화 생산 기술을 종합적으로 활용해 최첨단의 기체 성능과 가격 경쟁력을 확보한다는 전략이다.

특히 우수한 충방전 성능과 경량화, 안전성을 두루 갖춘 AAM용 배터리를 개발하기 위해 캘리포니아의 슈퍼널 R&D 부문과 현대자동차·기아 배터리개발센터, 현대모비스가 지속 협업할 계획이다.

또한, 슈퍼널은 AAM 기체 이륙 전 안전 점검에 보스턴 다이내믹스의 4족 보행 로봇 ‘스팟(Spot)’을 활용하는 등, 그룹사 로보틱스 기술과 항공 모빌리티의 시너지를 도모한다는 계획이다. 스팟은 현재 기아 오토랜드 광명, HMGICS를 비롯한 현대자동차그룹의 주요 생산 시설과 다양한 산업 현장에서 품질 검사 및 안전 환경 모니터링에 활용되고 있다.

슈퍼널은 체계종합 및 공급망 관리, 비행 소프트웨어 설계, 기상 예측, 법규 인증과 같은 항공 모빌리티 유관 산업과의 연대에도 적극 나선다.

이를 위해 전세계 항공 산업의 탑티어 파트너들과 전략적 제휴를 맺고, AAM이 성공적으로 상용화될 수 있는 기반을 선제적으로 다진다는 구상이다.

슈퍼널은 유럽 최대 방산업체인 BAE 시스템즈와 협력해 비행 제어 시스템을 공동 개발한다. 또한, 항공기 부품 생산 업체인 GKN 에어로스페이스와는 경량 기체 구조물 및 전기 배선 계통 개발을 위해 손을 잡았다.

기체 성능 개발뿐 아니라 기체를 안전하게 운항할 수 있는 공역 관리 시스템(Airspace Management System)을 갖추는 것 또한 중요하다. 슈퍼널은 미 항공우주국(NASA) 및 미 연방항공청(FAA)과 협력해 지금의 교통 생태계와 AAM을 안정적으로 통합하기 위한 방안을 모색할 계획이다.

이 밖에 슈퍼널은 무인 항공 교통관리, 위성 통신, 레이더 플랫폼, 마이크로 기상 데이터 수집 및 분석 솔루션을 제공하는 업체들과도 맞손 전략을 펼친다는 계획이다. 이러한 협업의 결과물은 CES 기간 동안 버티포트 전시장에 마련된 컨트롤 룸에서 직접 관람할 수 있다.

신재원 현대자동차·기아 AAM본부장 겸 슈퍼널 CEO는 ”첨단 항공 모빌티리 생태계가 자리 잡기 위해서는 기체 개발만으로 끝나는 것이 아니라 항공 산업 전체의 협력을 필요로 한다”며 “슈퍼널과 현대자동차그룹은 2028년 AAM 상용화를 목표로 연구 개발을 지속하는 한편, 미래 AAM 생태계를 주도하기 위해 전세계 기업 및 정부 기관과의 전략적 제휴를 이어 나갈 것”이라고 밝혔다. 

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인피니언, 전기차 인버터용 HybridPACK™ Drive G2 전력 모듈 출시

인피니언은 자사의 차세대 칩 기술인 EDT3(Si IGBT)와 CoolSiC™ G2 MOSFET을 채택한 고성능 차량용 전력 모듈 HybridPACK™ Drive G2를 출시했다.

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인피니언 차세대 칩 기술 EDT3(Si IGBT)와 CoolSiC™ G2 MOSFET 채택

인피니언의 차량용 전력 모듈 HybridPACK™ Drive G2
인피니언의 차량용 전력 모듈 HybridPACK™ Drive G2

인피니언 테크놀로지스(코리아 대표이사 이승수)는 자사의 차세대 칩 기술인 EDT3(Si IGBT)와 CoolSiC™ G2 MOSFET을 채택한 고성능 차량용 전력 모듈 HybridPACK™ Drive G2를 출시했다고 밝혔다.

인피니언의 HybridPACK Drive는 다양한 글로벌 전기차 플랫폼으로 현재까지 약 3백만 개의 판매 실적을 달성했다. 2017년 1세대(G1) 제품이 출시된 이후, 2021년에는 HybridPACK Drive Automotive CoolSiC MOSFET 제품군으로 확장되었다.

인피니언의 HybridPACK Drive G2는 고집적 B6 패키지의 HybridPACK Drive G1을 기반으로 했다. 그럼에도 동일한 풋프린트로 확장성을 제공하고 더 높은 전력대와 사용 편의성을 제공한다. HybridPACK Drive G2는 다양한 전류 정격과 전압(750V와 1200V)으로 제공된다.

회사측은 “HybridPACK Drive G2는 750V 및 1200V 전압대로 최대 300kW의 전력을 제공하며, 사용 편의성을 높이고 새로운 기능을 추가했다.”고 밝혔다. 예를들어 차세대 위상 전류 센서와 온칩 온도 센싱 등의 옵션을 통합해 시스템 비용을 낮출 수 있다.

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