TI, IsoShield 패키징 기술 적용 피망 슬롯 apk 전원 모듈 공개

텍사스 인스트루먼트(TI)가 데이터센터부터 전기차에 이르는 다양한 애플리케이션에서 전력 밀도, 효율성, 안전성을 향상시킬 수 있는 새로운 절연 전원 모듈을 공개하며 전원 설계 기준을 재정의했다. 

TI는 UCC34141-Q1과 UCC33420에 독자적인 멀티칩 패키징 기술인 IsoShield™를 적용해 기존 디스크리트 기반 설계 대비 최대 3배 높은 전력 밀도를 구현했다.

두 모듈은 크기와 전압 범위가 다르다. UCC34141-Q1은 6V에서 20V까지의 중간 전압 애플리케이션을 대상으로 설계됐으며, 크기는 5.85mm × 7.5mm × 2.6mm다. UCC33420은 5V 저전압 설계용 모듈로, 4mm × 5mm × 1mm의 풋프린트로 TI 제품군 내에서도 비교적 컴팩트한 절연 전원 모듈에 속한다.

피망 슬롯 apk 설계 한계, 통합 패키징으로 돌파

피망 슬롯 apk 전원 설계는 비피망 슬롯 apk 아키텍처와 구별되는 고유한 엔지니어링 과제를 수반한다. 피망 슬롯 apk은 서로 다른 전압 레벨이나 접지 기준에서 동작하는 회로 간에 직접적인 전기적 연결 없이 신호나 전력을 교환해야 할 때 필요하다. 이는 전기차 배터리 관리 시스템(BMS), 산업용 모터 드라이브, 데이터센터 서버 랙 등에서 흔히 요구되는 사항이다.
강화 피망 슬롯 apk을 구현하기 위해서는 여러 개의 디스크리트 부품을 사용해야 하는데, 이로 인해 보드 면적, 부품 수, 조립 복잡성이 증가한다. 이러한 이유로 관련 기능을 통합한 모듈의 사용이 확대되고 있지만, 기존 제품은 피망 슬롯 apk 성능과 물리적 크기 간의 트레이드오프 한계를 안고 있다.

이번에 TI가 공개한 IsoShield™ 기반 모듈은 제한된 보드 공간에서 더 많은 전력을 처리할 수 있도록 설계됐다. 패키지 내부에 고성능 평면 변압기(planar transformer)와 절연 전력 스테이지를 통합함으로써 외부 부품 의존도를 줄이고, 전체 시스템의 면적과 무게를 동시에 낮춘다. TI에 따르면, 이 기술은 개별 부품 설계 대비 솔루션 면적을 최대 70%까지 줄이면서도 최대 2W의 전력을 안정적으로 공급한다. 

IsoShield™ 기술은 단순한 소형화 기술을 넘어 절연 구조 설계에서 차별화된다. 이 모듈은 기능 절연, 기본 절연, 강화 절연을 모두 지원하며, 분산 전력 아키텍처 구현을 통해 단일 지점 오류(single point of failure, SPOF)을 방지함으로써 기능 안전 요구사항을 충족하도록 지원한다.
 

최근 전력 패키징 기술은 전력 반도체 산업에서 핵심 경쟁력으로 부상하고 있다. 칩 자체의 미세화가 물리적 한계에 근접하면서 시스템 성능과 효율을 좌우하는 요소가 패키징으로 이동하고 있기 때문이다. TI의 IsoShield™는 이러한 흐름 속에서 변압기와 전력 변환 회로를 단일 모듈로 통합한 구조를 통해 전력 밀도와 열 관리, EMI 특성까지 동시에 향상시켰다. 

데이터센터와 전기차, 고밀도 전력 아키텍처 확산

전력 밀도는 데이터센터와 전기차 모두에서 전력 시스템 설계의 제약 조건이 되고 있다. AI 워크로드의 연산 요구량이 증가함에 따라, 데이터센터는 물리적 공간이나 냉각 인프라를 늘리지 않고도 훨씬 더 높은 출력을 제공할 수 있는 전력 시스템을 필요로 한다. 전기차의 경우, 전력 변환 부품의 크기와 무게는 주행 거리, 효율성, 전반적인 설계 유연성에 직접적인 영향을 미친다. TI는 IsoShield™ 기술을 통해 칩 아키텍처를 수정하는 대신 패키징 기술을 발전시켜 이러한 제약과 요구사항을 해결한다. 

TI는 IsoShield™ 기반 제품뿐만 아니라 MagPack™과 같은 인덕터 통합 마그네틱 패키징 기술을 적용한 제품을 포함해 350종 이상의 전원 모듈 포트폴리오를 보유하고 있으며, 절연 DC/DC 모듈에서도 지속적인 기술 고도화를 이어가고 있다. 2024년 발표된 MagPack™ 기술은 변압기 대신 인덕터를 통합해 비절연 전력 설계를 지원한다. IsoShield™ 기술은 이러한 통합 패키징 방식을 절연 아키텍처로 확장한 것으로, 엄격한 안전 인증이 요구되는 자동차와 산업 환경에 적합하다. 

MagPack™: 통합 마그네틱 패키징 기술(2024년 발표)

• 전용 3D 패키지 몰딩 공정 적용
• 전력 SiP의 높이·너비·깊이 최대화
• 더 작은 공간에서 더 많은 전력 공급

IsoShield™: 멀티칩 패키징 기술(2026년 발표)

• 평면 변압기와 피망 슬롯 apk 전력 스테이지 통합
• 올인원 SiP 솔루션 구현
• 개별 솔루션 대비 최대 3배 높은 전력 밀도 구현

한편, TI는 IsoShield™ 기술이 적용된 절연 전원 모듈을 미국 텍사스주 샌안토니오에서 열린 APEC 2026 (3월 23일~26일)에서 공개하고, 실제 적용 사례를 선보였다. 전시에서는 IsoShield™ 기반 절연 전원 모듈을 차량용 실리콘 카바이드(SiC) 300kW 트랙션 인버터 레퍼런스 설계에 탑재해 공개했다. 이와 함께 800V-6V DC/DC 전력 분배 보드도 공개했다. 이 보드는 질화갈륨(GaN) 전력 스테이지, 디지털 아이솔레이터, 마이크로컨트롤러를 결합해 AI 프로세서 기반 데이터센터 컴퓨팅 환경을 지원한다.

AEM(오토모티브일렉트로닉스매거진)

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