日 2만V 내압 반도체 개발 에너지 손실 10%↓ ‘억제’

일본 교토대학 대학원 기모토 쓰네노부 교수(반도체 공학) 연구팀이 세계에서 가장 높은 2만 볼트(V) 전압에 견딜 수 있는 전력제어용 반도체를 탄화규소를 이용해 개발하는 데 성공했다. 연구 성과는 벨기에에서 열리고 있는 미국전기전자학회(IEEE) 심포지엄에서 7일 발표한다.

5일 교도통신에 따르면 전력제어용 반도체는 여러 전기 기기에 사용되는 전력 변환기에 탑재된다. 반도체는 주로 실리콘으로 만들어져 6000∼8000V의 전압이 한계지만 교토대학 연구팀이 이번에 개발한 전력제어용 반도체는 실리콘과 탄소의 화합물인 탄화규소를 이용해 2만V의 압력까지 견딜 수 있게 됐다. 실리콘과 비교해 변환 효율이 좋아 에너지 손실을 10분의 1 이하로 억제할 수 있다. 기존의 10∼50마이크로미터(㎛)에서 180마이크로미터(㎛)로 두께를 대폭 늘려 내압 능력을 향상시켰다.

연구팀은 “전력제어용 반도체는 변환 설비의 소형화와 원전 1∼2기 분량의 절전이 가능하다.”며 “효율적인 에너지 이용을 실현하는 스마트그리드(차세대 송전망) 구축에 기여할 수 있게 됐다.”고 밝혔다.

도쿄 이종락특파원