45V 10A급 슈퍼베리어 정류기 기술 ETRI Technology Marketing Strategy IT R&D Global Leader [별첨 5] 45V 10A급 슈퍼베리어 정류기 기술 ETRI Technology Marketing Strategy 구진근 (jgkoo@etri.re.kr) IT융합부품연구실 부품소재연구부문 ETRI OOO연구소(단, 본부)명

목 차 ---------------------------------------------- 1. 기술의 개요 목 차 ---------------------------------------------- 1. 기술의 개요 2. 기술이전 내용 및 범위 3. 경쟁기술과 비교 4. 기술의 사업성 - 활용분야 및 기대효과 5. 국내외 시장 동향 부품소재연구부문

전력 정류 소자 (Power Rectifier) 1. 기술의 개요 전력 정류 소자 (Power Rectifier) : 모바일 기기, 컴퓨터 부품, 통신 기기, 디스플레이, 자동차 부품, 모터 등의 산업기기등 모든 전기기기에 전력을 공급하거나 안정적으로 원하는 전압 및 전류를 공급하는데 필요한 필수 반도체 소자임 Requirements of Power Rectifier Low forward voltage drop (VF) Reverse breakdown voltage, Low reverse leakage current Fast switching speed (di/dt, trr) P-N (PIN) Junction Rectifier Low leakage current, High temperature stability Minority carrier device, Slow recovery time (trr), High VF (0.6~0.7V) Schottky Rectifier Majority carrier device, Fast recovery time (trr), Low VF ( <0.4V) High leakage current especially at high temperature 부품소재연구부문 3

SBR (Super Barrier Rectifier) 1. 기술의 개요 SBR (Super Barrier Rectifier) Majority carrier device with MOS structure (G-D-B to S Diode) Low VF, Low leakage current, Good high temperature stability, VF adjustability Channel length should be short ( < 0.25 ㎛) 부품소재연구부문

1. 기술의 개요 SBR 관련 선행 기술 (특허) 부품소재연구부문 5

1. 기술의 개요 SBR 관련 선행 기술 (특허) 부품소재연구부문 6

2. 기술이전 내용 및 범위 기술이전 내용 기술이전 범위 45V 10A급 실리콘 슈퍼베리어 정류기 소자/공정 설계 및 제조 기술 - Chip Size: 8.3mm2 이하 - 역방향 항복전압 (BV): 50V 이상 (@1mA) - 순방향 전압손실 (VF): 0.42~0.44V, 0.47V 이하 (@10A) - 역방향 누설전류 (IR): 300μA 이하 (@45V, 25℃) 기술이전 범위 45V, 10A급 슈퍼베리어 정류기 소자/공정 설계 기술 - 45V, 10A급 슈퍼베리어 정류기 제작을 위한 Starting Material Spec. - 슈퍼베리어 정류기 소자 구조 및 Chip Layout - 슈퍼베리어 정류기 제작 Process Integration 기술 45V, 10A급 슈퍼베리어 정류기 제조 기술 - Guardring 형성 공정 기술 - Gate 절연막 및 Spacer를 이용한 Short Channel 형성 공정 기술 - Body 및 Channel Engineering 기술: 이온주입 및 열처리 공정 기술 - 제반 단위 공정 조건 및 공정 Integration 기술 부품소재연구부문

2. 기술이전 내용 및 범위 기술 개발 현황: 특허 출원특허 1: Poly-Si Spacer를 이용한 Short Channel SBR 소자 구조 및 제작 방법 출원특허 2: Guardring 및 Plug를 이용한 소자 특성 향상 방법 부품소재연구부문 8

2. 기술이전 내용 및 범위 기술 개발 현황: 시제품 사진 부품소재연구부문 9

2. 기술이전 내용 및 범위 기술 개발 현황: 시제품 순방향 특성 (VF) 부품소재연구부문 10

기술 개발 현황: 시제품 역방향 특성 (BV & IR) 2. 기술이전 내용 및 범위 기술 개발 현황: 시제품 역방향 특성 (BV & IR) 100㎂ @45V 부품소재연구부문 11

2. 기술이전 내용 및 범위 기술 개발 현황 기술성숙도(TRL : Technology Readiness Level) 단계 : (5)단계 부품소재연구부문

SBR 상용 제품: Diodes Fabtech Inc. (미) 3. 경쟁기술과 비교 SBR 상용 제품: Diodes Fabtech Inc. (미) SBR은 Diodes Fabtech Inc.가 시장을 독점하고 있음. 시장진입을 위해 Diodes 社와 대등하거나 우수한 특성의 SBR 개발 필요 ! 독자적인 특허 (또는 특허 회피 방안) 필요 ! 부품소재연구부문

3. 경쟁기술과 비교 개발 제품의 특징 및 특성 비교 독자적인 특허 및 공정 기술을 이용하여 세계 최고 기술의 제품과 대등한 특성의 45V, 10A급 SBR 시제품 개발 기판 및 공정 조건 Tuning으로 다양한 전압, 전류의 SBR 응용 가능 대표적 특성 비교 (45V 10A급 SBR) Item Condition Diodes (SBR10U45SP5) ETRI BV IR=300uA > 50V VF IF=10A 0.42V (Typ.) 0.47V (Max) 0.43V (Typ.) 0.47V (Max) IR VR=45V TJ=25℃ 0.05mA (Typ.) 0.3mA (Max) 0.1mA (Typ.) 0.3mA (Max) VR=45V TJ=100℃ < 15mA 6 mA (Typ.) VR=45V TJ=150℃ < 75mA - Trr di/dt=100A/us 33nS (Typ.) 37nS (Typ.) Irr 1.5A (Typ.) 부품소재연구부문 14

4. 기술의 사업성 예상 응용제품 및 서비스 컴퓨터 및 가전기기, Solar Panel용 부품, 자동차 부품, 산업용 기기의 Power Supplies 등에 있어서 전력손실을 최소화 하여 시스템의 효율을 향상시킴. 부품소재연구부문

4. 기술의 사업성 사업성 SBR은 외국 기업이 시장을 독점하고 있어, 기술 이전업체의 사업화를 통한 국산화와 시장 진입을 통한 독점 해소가 요구됨. 전력정류소자의 2010년 23%의 성장률을 기록하였고, 이후에도 6.2% 이상의 꾸준한 성장률을 보이고 있으며, 특히, 성능이 우수한 SBR은 매년 100% 이상의 시장 성장률을 기록하고 있음 출처: Diodes FabTech Inc., 2010 부품소재연구부문 16

4. 기술의 사업성 기술이전 업체 조건 사업화시 제약 조건 사업화 예상 소요 기간 : 1년 이내 필요 인력: 전력반도체소자 관련 전문 기술인력이 2명 이상 필요함. 필요장비: 전력반도체소자 제작, 후면공정, 패키징 및 테트트 관련 장비 일체가 필요하며, Foundry 업체와 외부업체에 의뢰 가능하여야 함. 기술지도 또는 현장상용화 기간: 기술이전업체 요구시 3~6개월 사업화시 제약 조건 상용화를 위한 기술이전 업체의 제약조건 및 극복 방안 - 생산을 위한 기술이전 업체 또는 Foundry 업체에의 공정기술 접목 - Grinding 및 후면 Metal 전극 형성 공정: 외부업체 의뢰 또는 자체 개발 - 패키징 공정 수행 및 테스트 환경 구축 : 외부업체 의뢰 또는 자체 개발 - Starting Material (Silicon Epi-Wafer) 확보 : 외부 업체 의뢰 ETRI 출원특허에 대한 선행특허 침해여부는 기술이전 업체가 검토해야 함 원가 절감을 위한 추가적인 공정 단순화 60~200V 의 다양한 동작 전압의 SBR 개발을 통한 응용제품 다변화 부품소재연구부문 17

5. 국내외 시장 동향 전력반도체 시장 규모 고속 동작을 요구하지 않는 대부분의 전력소자는 실리콘 소자가 시장의 대부분을 차지하고 있으며, 이에 대한 국산화는 매우 미비함. SiC & GaN Silicon Yole Development, 2013 부품소재연구부문

5. 국내외 시장 동향 SBR 시장 전망 전력정류소자의 2010년 세계 시장 규모는 53억 달러로써 약 23%의 성장률을 기록하였고, 이후에도 6.2% 이상의 꾸준한 성장률을 보이고 있으며, 특히, 낮은 VF와 고온 안정성 등의 우수한 특성을 갖는 SBR은 매년 100% 이상의 시장 성장률을 기록하고 있음. 45V, 10A급 고효율 SBR의 가장 큰 시장은 스마트폰, Tablet, Note-PC 등의 IT 기기의 충전기용 부품으로써, Mobile 충전용 정류기 단제품 만으로도 시장 규모가 연간 약 1억 달러 이상임. 스마트폰 등 IT 기기의 세계시장 규모는 2012년을 기준으로 총 10억대의 시장이며 스마트폰은 13년도성장률이 17%, IT기기의 경우 15%성장이 예상됨. 이외에도 Solar Panel 생산 업체, PC Power SMPS 제작 업체, LCD TV 부품 제작 업체 등 다수의 기업 및 국가가 주요시장으로 수요가 확대될 것으로 예상됨. 부품소재연구부문 19

감사합니다. ♣ 연락처 : 부품소재연구부문, 구진근 책·연 (042-860-6243, jgkoo@etri.re.kr) www.etri.re.kr ♣ 연락처 : 부품소재연구부문, 구진근 책·연 (042-860-6243, jgkoo@etri.re.kr) ETRI OOO연구소(단, 본부)명