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스마트폰과 노트북, 웨어러블 기기의 초소형화가 빠르게 진행되면서 제한된 공간 안에서 전력 효율과 발열, 충전 성능을 동시에 개선하려는 전력반도체 경쟁이 본격화되고 있다. 특히 AI 기능 탑재와 고속 충전 확대에 따라 모바일 기기의 전력 밀도가 높아지면서 기존 실리콘 기반 전력 설계의 한계를 극복하기 위한 GaN(Gallium Nitride) 기술 적용도 확대되는 모습이다. 

인피니언 테크놀로지스는 최근 CoolGaN BDS 40V G3 양방향 스위치 제품군에 신규 제품을 추가하며 모바일 전원 설계 시장 공략에 나섰다. 회사는 신제품을 적용할 경우 PCB 풋프린트를 최대 82%까지 줄이고 부품 수는 절반 수준으로 감소시킬 수 있다고 설명했다. 

이번 제품은 두 개의 백투백 실리콘 MOSFET 기능을 단일 부품에 통합한 것이 특징이다. 이를 통해 PCB 레이아웃을 단순화하고 기존 드라이버 설계를 그대로 활용할 수 있어 재설계 비용과 개발 기간을 줄일 수 있도록 했다. 특히 공간 제약이 심한 스마트폰과 웨어러블 기기 환경에 최적화됐다는 설명이다. 

인피니언은 신제품이 스위칭 성능과 누설 전류 특성에서도 경쟁력을 확보했다고 밝혔다. 게이트 전하는 경쟁 제품 대비 약 40% 낮아 고속 충전 환경에서 스위칭 손실을 줄이고 시스템 효율 향상에 기여한다. 또한 드레인-드레인 누설 전류도 경쟁 제품 대비 85% 이상 낮춰 발열 감소와 장기 신뢰성 개선 효과를 제공한다고 설명했다. 

모바일 전력 설계 핵심으로 떠오른 양방향 차단 기술

최근 모바일 기기 내부 전원 구조는 다중 전원 레일 기반으로 복잡도가 빠르게 증가하고 있다. 이에 따라 역전류 차단과 전류 방향 제어 기술 중요성도 함께 커지고 있다. 

CoolGaN BDS는 전압과 전류를 양방향으로 차단할 수 있는 구조를 적용해 USB 과전압 보호와 역전류 차단이 필요한 모바일 환경에 적합하도록 설계됐다. 또한 멀티 레일 전원 아키텍처에서 로드 스위칭과 파워 멀티플렉싱 기능도 지원한다. 

요하네스 쇼이스볼(Johannes Schoiswohl) 인피니언 GaN 사업부 책임자는 "컨슈머 디바이스가 점점 소형화되는 동시에 전력 소모는 증가하고 있다"며 "새로운 CoolGaN BDS 제품은 부품 수를 줄이고 PCB 설계를 단순화해 엔지니어들이 더 적은 공간에서 더 높은 성능을 구현할 수 있도록 지원한다"고 말했다. 

인피니언은 최근 1년간 40개 이상의 GaN 신제품을 발표하며 포트폴리오 확대에 속도를 내고 있다. 또한 300mm 웨이퍼 기반 GaN 생산 체계 구축도 추진하고 있으며, 업계에서는 향후 고효율 전력반도체 시장에서 GaN 기술 경쟁이 더욱 치열해질 것으로 전망하고 있다.