온세미, AI 데이터센터 전력 혁신 카드 꺼냈다…EPP 공개

온세미는 AI 인프라·전기차 시장을 겨냥해 전력 반도체 혁신을 추진하는 가운데, 실리콘 웨이퍼를 패키지 기반으로 활용하는 새 전력 시스템 아키텍처를 공개했다. 온세미는 18일 임베디드 파워 플랫폼(EPP: Embedded Power Platform)을 공개했다.

EPP는 전기·기계·열 설계를 초기부터 통합한 확장 플랫폼이다. 이 플랫폼의 목적은 높은 전력 밀도를 구현하고 시스템 성능을 구현하는 데 있다.

EPP는 AI·전동화·자율 시스템 애플리케이션 개발을 가속화하는 용도로 설계됐다. 온세미는 이 플랫폼을 통해 설계 초기부터 전기·기계·열 요소를 함께 묶어 고전력 밀도와 성능 확보를 돕는 구조를 제시했다.

하산 엘 코우리 온세미 회장 겸 CEO는 기존에는 반도체와 패키지가 분리된 기술로 인식됐다고 언급했다. 그는 EPP가 실리콘 자체를 시스템 아키텍처의 일부로 통합해 이러한 사고방식을 바꾼다고 설명했다.

발언자는 첨단 반도체 기술·제조·시스템 수준 최적화의 공통 아키텍처 통합을 언급했다. 발언자는 해당 통합의 효과로 향후 혁신 대응·동반 발전 가능성을 제시했다. 발언자는 또 AI 인프라·전동화·자동화를 위한 기반 마련 가능성도 언급했다.

이어 EPP의 정의 변화가 제시됐다. 기존 패키지의 수동적 외피 역할 대비, EPP는 시스템 성능에 직접 기여하는 요소로 재규정됐다. 온세미의 방식은 실리콘 웨이퍼 자체의 패키지 활용이다.

온세미의 통합 대상은 실리콘·실리콘카바이드(SiC)·질화갈륨(GaN)이다. 온세미의 구현 형태는 다양한 반도체 기술의 웨이퍼 레벨 아키텍처 내 통합·상호 연결이다. 패키지에는 FET·드라이버·컨트롤러가 내장될 수 있다. 단일 패키지 내 다중 디바이스 내장 효과로 전기적·열적·기계적 성능의 종합 최적화가 가능하다.

이 결과 전력 시스템 공동 설계가 가능해진다. 공동 설계 방식은 초기 설계 단계부터 전기·열·기계적 특성의 동시 평가·최적화다. 공동 설계 효과로 개발 과정 복잡성이 감소하고 후반부 설계 변경 부담도 완화된다.

온세미는 표준 12인치 실리콘 웨이퍼 제조 역량의 EPP 활용에 나선다. 온세미는 검증된 반도체 설계 도구·웨이퍼급 제조 기술·첨단 시뮬레이션 역량을 전력 시스템 통합에 적용할 계획이다. 이를 통해 성능 향상과 개발 혁신을 추진할 계획이다.

EPP의 목표는 기존 전력 시스템의 순차적 설계 방식을 통합 플랫폼으로 전환하는 데 있다. 이 통합 플랫폼에서는 공동 설계·시뮬레이션·최적화가 가능하다.

온세미는 이 방식으로 적용 분야별 기존 방식 대비 전력 밀도 3~5배 구현이 가능하고, 개발 기간도 최대 4개월 단축이 가능하다고 설명했다. 이에 따라 열 성능 향상, 방열 성능 향상, 기생 인덕턴스 감소를 통한 전력 손실 절감, 디바이스 제어 성능 개선, 높은 스위칭 주파수 구현이 기대된다.

이 같은 특성은 AI 인프라 분야에서 AI 랙 전력 요구량 증가에 대응하는 솔루션으로 활용될 전망이다. 초기 EPP 기반 솔리드 스테이트 회로 차단기 설계에서는 기존 설계 대비 크기 50% 감소와 온도 20% 감소가 나타났다.

온세미는 EPP가 패키징 필요 공간을 축소하고 전체 면적의 방열 활용을 가능하게 한다고 설명했다. 이를 통해 EPP 기반으로 더 콤팩트한 전력 시스템 구현이 가능하다고 밝혔다.

온세미는 이 같은 특성이 AI 데이터센터의 전력 밀도 향상으로 이어질 수 있다고 설명했다. 아울러 AI 데이터센터의 냉각 제약 완화와 공간 제약 완화도 가능하다고 밝혔다.

전기차 분야에서는 트랙션 인버터를 주요 적용 대상으로 제시했다. EPP의 설계 목표는 기존 방식 대비 최대 4배 높은 전력 밀도와 기존 방식 대비 15% 낮은 전력 손실이라고 설명했다.

온세미는 EPP가 보급형~고급형 차량 대상 다양한 전력 등급용 공통 인버터 플랫폼을 지원한다고 밝혔다. 이를 통해 자동차 제조업체의 R&D 비용 절감과 제조 비용 절감, 검증 주기 단축, 개발 주기 단축에 기여할 수 있다고 설명했다.

이와 함께 스바루는 EPP 초기 협력 파트너로 참여했다. 온세미와 스바루는 향후 전동화 차량 아키텍처에 EPP 적용 방안을 평가하고 있으며, 샘플 공급 시점은 2026년이다.

스바루는 협력 과정에서 엔지니어링 샘플을 조기 제공받았고, 시뮬레이션 모델도 조기 제공받았으며, 기술 전문성도 조기 제공받았다. 양사는 이를 바탕으로 차량 성능 향상 방안을 모색할 예정이며, 개발 효율화 방안도 모색할 예정이고, 혁신 가속화 방안도 모색할 예정이다.

온세미는 AI 인프라·전동화 운송·산업 자동화 등에서 전력 관리 기술의 중요성이 증대하고 있다고 강조했다. 컴퓨팅 성능 확대가 진행되고 전기차 전동화가 동시에 진행되면서 제한된 공간 내 전력 공급 확대가 필요해졌고, 제한된 공간 내 전력 관리 부담도 증대하고 있다는 설명이다. EPP는 전력·열·공간 제약을 시스템 설계 관점에서 해결하는 것을 목표로 한다.

이에 따라 온세미는 2026년부터 EPP 샘플을 공급할 예정이다. EPP 샘플 공급 대상은 자동차 및 AI 애플리케이션 분야의 주요 전략 고객과 생태계 파트너다.

출처: 테크월드뉴스 · 박규찬 기자
원문: https://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=407119

참고자료

• https://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=407119