[편집자주]디지털 기술은 우리 인류의 삶에 편리함과 함께 생산성 향상이라는 큰 선물을 안겨줬다. 디지털 기술을 통해 디지털 세상에서 진행되는 모든 일들이 현실의 삶에서 이뤄지는 세상이 도래한 것이다. 이를 위해 인류는 더욱 안정적이고 고효율의 반도체 솔루션 기술을 필요로 하게 됐으며, 시스템 성능을 최적화하고, 현실의 모든 것을 측정 감지하기 위한 파워 및 센서 기술이 필요로 하게 됐다. 이 분야에서 인피니언(Infineon)은 40년의 노하우와 깊은 시스템 이해를 바탕으로 차세대 실리콘 및 광대역 갭 전력 포트폴리오 및 최첨단 센서 제품 개발에 적극 나서고 있으며, 최근 자사의 파워 및 센서 전제품을 다룬 백서를 발행해 개발자의 요구 사항에 가장 적합한 솔루션을 찾는데 도움을 주고 있다. 이에 본지는 인피니언의 ‘Power and sensing Selection guide 2021’을 바탕으로 파워 및 센서 반도체들의 응용분야와 적용사례에 대해 살펴보는 자리를 마련했다.

■ 산업용 센서·파워, 검증된 실적 보유한 제품 우선순위

모든 산업분야에는 한 가지 공통점이 있다. 바로 산업용 솔루션으로 인정받기 위해서는 높은 수준의 마모를 견디도록 설계된 매우 안정적이고 내구성 있는 구성 요소와 솔루션이 필요하며, 또한 광범위한 산업 응용분야에서 이를 입증 받아야 한다는 사실이다.

특히 산업용 센서 및 파워는 보안, 산업자동화, 산업용 드라이브, 고속 EV 충전, 인버터, LED, 모터 제어 및 드라이브, 로봇공한, 재생에너지, 전원공급장치, 의료건강, 배터리 관리 시스템 등 다양한 곳에 사용되며, 각각의 상황에서 최적의 성능을 발휘하기 위해서는 센서 및 파워 설계 단계에서부터 각각의 산업에 맞는 상황을 고려해 최적의 성능을 낼 수 있도록 설계 제작해야 한다.

이에 센서 및 파워 제품을 제작하는 기업은 그 산업에 대한 이해도가 높고, 오랜 경력을 필요로 하며, 미래의 발전 트렌드에 대한 인사이트가 있어야 한다.

이를 통해 고객들에게 최적의 제품을 제공할 수 있는 기술력과 검증된 실적을 보유한 제품들이 고객들의 우선 선택을 받을 것으로 판단된다.

■ 최신 카메라 기술, 안정적·효율적 실행 안전 강화 IoT 기능 구현

재산을 보호하는 것은 진정한 마음의 평화를 위해 매우 중요하다. 비디오 감시 기술의 발전으로 실내 및 실외 보안 솔루션이 한 단계 더 발전해 원치 않는 침입자로부터 건물을 보호하고 비정상적인 행동을 감지할 수 있다.

관리 시스템 및 클라우드 플랫폼에 연결된 스마트 카메라는 침입자를 보다 쉽게 감지하고 위험이 발생할 경우 경고한다.

감시 및 IP 카메라에 안정적이고 정확한 센서를 장착함으로써 침입 및 기타 비정상적인 행동의 감지를 크게 향상시키는 안전 강화 IoT 기능을 구현할 수 있다.

물론 최신 카메라 기술은 항상 이미지 캡처를 보장하는 동시에 운영비용과 필요한 대역폭을 줄이기 위해 안정적이고 효율적으로 실행돼야 합니다. 연결된 IP 카메라는 종종 고급 열 기능과 함께 저전력을 요구한다.

 


■ PoE, 안정적·전력 효율적 설계 必

PoE(Power over Ethernet)는 안정적이고 전력 효율적인 전원 공급 장치 설계를 필요로 한다.

PoE는 수년간 사용돼 왔지만 최신 표준 IEEE 802.3bt는 트위스트 페어 이더넷 케이블을 통해 전달할 수 있는 최대 전력을 증가시킨다. 새로운 표준은 2018년에 비준됐으며 많은 새로운 PoE 애플리케이션을 위한 문을 열었다.

PSE(Power Sourcing Equipment)는 이제 8개의 다른 전력 등급으로 최대 100W를 제공하는 반면 PD(Powered Devices)는 100m 이더넷 케이블링에 최대 71W를 사용할 수 있다. 무엇보다도 이 새로운 PoE 표준의 채택은 동일한 폼팩터를 유지하면서 PSE 측의 전력 밀도를 높일 수 있는 능력에 크게 좌우된다.

전원 공급 장비(PSE)는 PoE 스위치, 익스텐더 및 인젝터와 같이 트위스트 페어 이더넷 케이블에 전원을 공급하고 전원을 공급할 수 있는 모든 장비다. PSE는 장치 오류를 방지하고 연결된 PD의 중단 없는 작동을 보장하기 위해 높은 신뢰성이 필요하다.

전원 장치(PD)는 IP 전화, RFID 리더, 5G 소형 셀 무선 장치, Wi-Fi 액세스 포인트, 씬 클라이언트, IP 카메라, 회의 시스템, 전관 방송 시스템 또는 액세스 제어 장치와 같은 PoE로 구동되는 장치가 포함된다. 전력 밀도가 증가하는 동안 전력 효율적이어야 하며 잠재적으로 거친 조건에서도 오랜 시간 동안 현장에서 안정적으로 작동해야 한다.

 


■ LED 조명, 효율성·비용·수요·생산 가치 향상

조명의 애플리케이션을 다루는 반도체 솔루션은 상업용, 주거용 및 자동차 조명 등 광범위한 응용분야를 모두 커버할 수 있어야 한다.

특히 센서, 네트워크 및 소프트웨어가 LED 인프라에 연결되거나 추가되면 결과 시스템은 조명 자체의 가치를 초과하는 서비스와 이점을 가능하게 한다.

LED 조명 산업의 발전은 효율성, 비용, 수요, 경쟁 및 생산에 영향을 미친다. 또한 스마트 조명 솔루션을 통해 조명을 더 많이 제어할 수 있으므로 더 많은 소비자 옵션과 고품질 조명 설계가 가능하다.

이에 LED 관련 반도체 업체는 상업용 조명, 주거용 실내 및 실외 조명 및 다양한 자동차 조명 응용 분야의 응용 분야를 다뤄야 한다.

 


■ 전력관리, EMI 친화적이며 안정적인 전원 공급 장치 공급 必

임베디드 인텔리전스가 필요한 제품을 설계하거나 제조하는 고객은 일반적으로 백색 가전, 자판기, 자동 도어 오프너 또는 기타 제품과 같은 제품의 시스템 설계에 집중하기를 원한다.

그들은 전원 공급 시스템을 설계하는 데 귀중한 시간과 추가 노력을 들이고 싶어 하지 않는다. 그들은 문제가 없고 EMI 친화적이며 안정적인 전원 공급 장치를 사용하기를 원할 뿐이다.

다양한 제품과 함께 고객의 다양한 요구에 맞는 최적의 솔루션을 제공하기 위해 유연하고 재사용하기 쉬운 참조 설계를 개발하는 것이 반도체 공급사들의 숙제다.

이러한 요구 사항에 따라 고객은 고집적도를 특징으로 하는 매우 저렴한 전원 공급 장치 참조 설계를 선택하거나 플랫폼 접근 방식을 사용해 서로 다른 전원 공급 장치가 필요한 여러 제품에 대해 동일한 전원 설계를 재사용할 수 있다.

예를 들어 ENERGY STAR 라벨 요구 사항을 충족하거나 전반적인 열 성능을 개선하기 위해 고효율이 필요한 경우, 탁월한 효율 수준의 전원 공급 장치 참조 설계를 제공하는 것은 중요하다.