트랜스폼, 최근 디바이스 출시량을 발표한 데 이어 품질 및 신뢰성 데이터 발표

650 V GaN의 데이터에 생애조기 고장률과 필드 고장률을 포함함으로써 업계 최초로 완전한 검증 데이터 세트 발표

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Transphorm, Inc. 나스닥 TGAN
2019-02-01 13:40
골레타, 캘리포니아--(Business Wire / 뉴스와이어)--신뢰도가 가장 높은 최초의 JEDEC및AEC-Q101인증650 V 질화갈륨(GaN) 반도체를 설계, 제조하는 선도기업인 트랜스폼(Transphorm Inc.)이 업계 최초로 600V 이상 범위의 GaN전계효과 트랜지스터(FET)의 완전한 검증 데이터 세트를 31일 발표했다.

이것은 트랜스폼이 현재까지 25만개 이상의 GaN FET를 출시했다고 2018년 12월 발표한 것을 더 상세하게 설명하는 정보이다. 이는 트랜스폼의 고객들이 지적하는 GaN 디바이스를 선정하는데 영향을 주는 주요 요소로 신뢰성을 구체적으로 제시하는 것이다.

필립 죽(Philip Zuk) 트랜스폼 전세계 기술 마케팅 담당 부사장은 “전력 변환 시장에서 트랜지스터를 검사할 때 보는 세 가지 주요 요소는 품질, 신뢰성, 성능 등이다. 우리는 항상 품질과 신뢰성에 우선순위를 두는 것이 고전압 GaN제품을 성공으로 이끄는 길이라는 생각을 갖고 일했다”며 “전략이 긍정적인 결과를 가져오는데 대해 자부심을 가지며, 기존 및 잠재적 고객이 GaN의 진정한 역량을 이해할 수 있도록 검증 데이터를 발표하는 것이 중요하다고 생각한다”고 설명했다.

검증 데이터 세트를 완성하는 생애조기 고장(Early Life Failure, ELF) 및 필드 고장(Field Failure) 등 두 가지 새로운 데이터 형태가 가용화된 것은 고전압GaN 기술에 또 하나의 주요 이정표를 세운 것이다. 실리콘(Silicon)의 트랜지스터가 성숙된 지 오래 됐고 실리콘 카바이드(SiC)가 개발된 후 10년에 접어들고 있는 상황에서 트랜스폼의 전력 전환 기술은 첫 번째 성숙단계에 있다는 사실에 비춰 볼 때 트랜스폼의 GaN의 신뢰성은 실리콘 및 실리콘 카바이드 등 대안 솔루션의 신뢰성 보다 더 경쟁적이고 이를 능가할 가능성을 보여 주는 것이다.

고전압 GaN의 신뢰성: 완벽한 시각

트랜스폼의 완전한 데이터 세트에는 제품 신뢰성의 다섯 가지 구성요소가 포함된다.

1. 제품 자격: JEDEC과AEC-Q101표준이 정의한 자격.

2. 표준 요건을 능가한 시험: 온도와 전압을 높인 상태에서 고전압 전환, 단일이벤트 번아웃(SEB), HTOL, HTGB 등을 시험했다.

3. 내재적 수명: 디바이스의 ‘마모’ 수명을 측정하고 고장 모드와 가속 요인을 정의했다.

4. 외적 수명(ELF): 품질 보증기간 산정에 사용되는 일정기간 내 고장(FIT) 또는 연간 백만분률(ppm)에서의 필드 고장률을 전망했다.

5. 필드 고장: 고객 애플리케이션에 있는 디바이스의 실제 성능을 측정했다.

론 바(Ron Barr) 트랜스폼 품질 및 신뢰성 담당 부사장은 “내재적 데이터만 가지고는 충분치 않다”며 “내재적 수명 시험은 제품의 ‘유아기 사망률(Infant Mortality rate)’을 판단하기 위한 생애조기 고장시험을 가속화할 수 있는 요소를 제공한다. 이는 고객들이 GaN디바이스를 정확히 검사할 수 있게 한다. 내재적 데이터와 외적 데이터를 필드 고장률과 결합하면 GaN FET의 성능을 알 수 있는 완전한 기준점을 제공한다”고 말했다.

외적인 생애 조기 고장

내적인 고장률은 제품 신뢰성에 대해 비현실적으로 낙관적인 시각을 갖게 한다. 또한 ‘유아기 사망률’이라고 불리는 ELF(생애 조기 고장) 시험은 FIT와 ppm 비율을 통해 가장 현실적인 시각을 제공한다. 생애조기 고장 시험은 부품에 고장을 일으킬 수 있는 소재, 설계 및 공정 제어 상의 잠재적 결함을 평가하는 것이다. 특히 ELF는 고객의 보증기간 불만을 야기하는 가장 큰 원인이 되며 일반적으로 마모로 인한 고장 보다 더 일찍, 더 높은 비율로 일어난다. 이 때문에 고객들은 ELF데이터를 보증기간 위험성 및 비용을 판단하는데 사용하고 있다

트랜스폼 제품의ELF:

· FIT: 0.45

· ppm: 4

필드 고장

필드 고장은 판매된 부품의 총수량에 비례해 고객 시스템의 생산 시에 고장난 여러 개의 디바이스를 시험했다. 트랜스폼은 25만여 개의 FET를 출시했으며 실제 운영 누적 시간이 13억 시간 이상이어서 아래와 같은 필드 고장률을 보였다:

· FIT: 3.1

· ppm: 27.4(보수적 추산치)

트랜스폼 제품의 필드 고장률은 5 FIT미만으로 보고된 SiC의 것과 수준이 비슷하다. 또한 트랜스폼 제품의 ppm 비율은 애플리케이션에 상관없이 시일이 경과함에 따라 계속 낮아지고 있어서 앞으로 신뢰성이 현재 보고된 것 보다 개선될 것이라는 점을 시사하고 있다.
트랜스폼의 ELF 및 필드 고장 시험에 관한 자세한 사항은 고전압 GaN스위치 신뢰성(High Voltage GaN Switch Reliability)을 읽어보면 알 수 있다.

내재적 수명

내재적 수명은 기본적으로 소재의 마모가 부품 수명에 영향을 주는 유일한 요인이라고 가정할 경우의 디바이스의 이론상 수명이다. 데이터는 부품에 전압과 온도를 가지고 압력을 가했을 때의 고장에 이르는 시간을 측정하고 최종적인 수명을 예측하는데 사용하는 관련 모델을 만드는 ‘고장 물리(Physics of Failure)’ 방법론을 사용해 생성된 것이다.

트랜스폼의 내재적 GaN 마모:

· 고장에 이르기 전까지 시간의 중앙값[MTBF][1]: 1e11 시간[1100만여년]

· 수명[2][100 ppm]: 1억 시간[1만1415년]

Transphorm 개요

Transphorm(transphormusa.com)은 고전압 전력 변환 애플리케이션을 위한 최고 성능과 최고 신뢰도를 갖춘 GaN 반도체를 설계, 제조 및 판매한다. Transphorm은 가장 큰 Power GaN IP 포트폴리오(전 세계적으로 1000개 이상의 특허 및 특허 출원 중)를 보유하고 있으며 업계 최초의 JEDEC 및 AEC-Q101 인증 GaN FET를 생산한다. 수직 통합 비즈니스 방식으로 재료, 장치설계 및 제작, 제조, 패키징, 기준 회로설계 및 적용지원의 모든 단계에서 혁신을 가져왔다.

[1] MTBF는 제품(population )의 63.2%가 고장 났을 때의 시간이다.
[2] 수명은 디바이스를 100 ppm/년 사용했을 때 마모 상태로 정의한다.

비즈니스 와이어(businesswire.com) 원문 보기: https://www.businesswire.com/news/home/20190131005187/en/

[이 보도자료는 해당 기업에서 원하는 언어로 작성한 원문을 한국어로 번역한 것이다. 그러므로 번역문의 정확한 사실 확인을 위해서는 원문 대조 절차를 거쳐야 한다. 처음 작성된 원문만이 공식적인 효력을 갖는 발표로 인정되며 모든 법적 책임은 원문에 한해 유효하다.]

웹사이트: http://www.transphormusa.com/

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