전력 소자 데이터시트의 첫 줄은 식별자가 아니라 마케팅 문구입니다. Wolfspeed의 C4D40120D와 C4D40120H는 제목이 한 글자도 다르지 않고 — "4th Generation 1200 V, 40 A Silicon Carbide Schottky Diode" — 패키지 마킹도 C4D40120으로 같습니다. 하나는 단일 다이이고 다른 하나는 한 패키지에 다이 두 개를 담은 것이며, 듀얼 부품은 서지 내량(i²t)을 leg당으로 표기합니다 — 84.5 A²s로, 단일 부품의 305에 대비됩니다. 서지가 한쪽 leg에만 가해지는 경우, 그 3.6배 격차가 실제 여유가 됩니다. 부품 마킹을 발주서와 대조하는 입고 검사는 둘 다 통과시킵니다. 세부로 들어가기 전에 실행할 결론은 이것입니다. 전력 소자 주문을 규율하는 문서는 발주자가 직접 작성하는 부품별 사양서이지, 공급사의 데이터시트가 아닙니다 — 그리고 그 이유는 AEC-Q101 자체에 적혀 있습니다. 이 표준의 문서 우선순위에서 공급사의 데이터시트는 다섯 중 맨 마지막에 놓입니다.
문제: 정격은 일치하고 부품은 다르다
아래는 데이터시트 PDF에서 가져온 두 Wolfspeed 부품을 나란히 놓은 것입니다 — C4D40120D는 Rev. 9, 2024년 9월, C4D40120H는 Rev. 4, 2024년 8월입니다. 듀얼 부품은 표에 * Per Leg, ** Per Device라는 각주를 답니다.
| C4D40120D — 듀얼 다이, TO-247-3 | C4D40120H — 단일 다이, TO-247-2 | |
|---|---|---|
| 데이터시트 제목 | 1200 V, 40 A SiC Schottky Diode | 1200 V, 40 A SiC Schottky Diode |
| 패키지 마킹 | C4D40120 |
C4D40120 |
| IF @ TC = 25 °C | 56.5 / 113 A (leg당 / 소자당) | 128 A |
| IFSM @ 25 °C, 10 ms | 130 A (leg당) | 247 A |
| i²t @ 25 °C, 10 ms | 84.5 A²s (leg당) | 305 A²s |
| i²t @ 110 °C | 60.5 A²s (leg당) | 300 A²s |
| VF typ / max, Tj 25 °C | 1.5 / 1.8 V IF = 20 A에서 | 1.5 / 1.8 V IF = 40 A에서 |
| RthJC typ | 0.29 (소자당) / 0.57 (leg당) | 0.225 |
| Qc @ 800 V | 99 nC | 194.9 nC |
| 보관 온도 | −55~+135 °C (Tstg) | −55~+150 °C (케이스 및 보관 온도 Tc로 표기) |
그 표에서 실무적 함정 다섯 가지가 나옵니다.
순방향 전압은 동일해 보이지만 비교할 수 없습니다. 두 데이터시트 모두 typ 1.5 V, max 1.8 V로 적혀 있습니다. 시험 전류는 각각 20 A와 40 A입니다. 시험 조건 열을 빼버린 비교 스프레드시트는 이 두 부품을 도통 손실 면에서 동등하게 보이게 만듭니다. 듀얼 부품의 데이터시트는 한쪽 leg가 40 A를 흘릴 때의 순방향 전압을 어디에서도 보증하지 않습니다.
서지 내량은 leg당으로 표기되며, 규칙은 그 값을 발주자가 어느 방향으로도 직접 환산하지 말고 제조사에 소자 급 서지 정격을 요구하는 것입니다. 그 이유는 i²t가 전류 제곱의 적분값이어서, 선형 정격처럼 스케일되지 않기 때문입니다. 두 서지 수치는 서로 독립적이지도 않습니다. i²t = IFSM²·tp/2 는 인쇄된 모든 값을 재현합니다(130² × 0.005 = 84.5, 247² × 0.005 = 305, 그리고 Power Master의 135² × 0.005 = 91.1). 제곱량이기 때문에, 두 leg가 서지를 균등하게 분담하면 소자 급 i²t는 leg당 값의 두 배가 아니라 네 배가 됩니다 — 4 × 84.5 = 338 A²s로, 단일 다이의 305보다 약간 높습니다. 따라서 균등 분담 조건에서는 듀얼이 3.6배라는 표제가 암시하는 더 약한 부품이 아니라 오히려 근소하게 더 강한 부품입니다. 그 3.6배 격차는 반대의 경우에만 실재합니다. 한쪽 leg만 구동하는 고장이나 토폴로지는 그 leg에 84.5 A²s라는 값만 그대로 남깁니다. 그리고 균등 분담이 보장되는 것도 아닙니다 — 제조사가 이를 보증하지 않으며, 순방향 전압 교차점 아래에서는 음의 온도계수가 이에 불리하게 작용합니다 — 게다가 소자 급 정격 자체가 아예 인쇄되어 있지 않습니다. 안전하게 환산할 수 없는 값과 지면에 없는 값 사이에서, 사양서에 담아야 할 수치는 제조사의 것입니다.
열저항은 어느 열을 읽느냐에 따라 달라집니다. 소자당 기준으로는 0.29 대 0.225로 비슷해 보입니다. 한쪽 leg만 부하가 걸리는 토폴로지 — 예컨대 단상 부스트 단 — 는 0.57을 보게 되며, 이는 단일 다이 부품의 2.5배입니다. 소자당 수치는 두 leg에 부하가 균등하게 걸린다고 가정합니다. 한 부품에서 다른 부품으로 그대로 옮겨 온 방열판 계산은 그만큼 틀립니다.
보관 한계도 다릅니다. 135 °C 대 150 °C이며, 두 데이터시트는 이 값을 서로 다른 물리량에 결부시키기까지 합니다. 이것은 부품 번호가 글자 하나 바뀔 때 아무도 다시 읽지 않는 종류의 항목입니다.
패키지 마킹으로는 그 무엇도 구분할 수 없습니다. 두 부품 모두 C4D40120으로 레이저 마킹됩니다. 입고 시점에 둘을 구분하려면 리드 수를 세거나 X선 촬영을 해야 합니다.
이 가운데 어느 것도 듀얼 구성을 열등하게 만들지 않습니다. 총 용량성 전하(QC)는 99 nC 대 194.9 nC이고 용량은 대략 절반이어서, 스위칭 손실은 반대 방향으로 갑니다 — 이는 그 나름의 재검증 문제를 낳습니다. 더 빠른 턴온이 설계가 튜닝된 스너버 및 게이트 저항 값을 무효로 만들 수 있기 때문입니다. 결함은 듀얼 다이가 아닙니다. 단일 다이와 듀얼 다이가 하나의 이름으로 판매된다는 점입니다.
데이터시트가 그 부담을 감당할 수 없는 이유
leg당 관례는 실재하고, 문서화되어 있으며, 일관되게 드러나지 않는다
청주에 팹을 둔 한국 IDM인 파워마스터반도체는 바로 이 판독 문제에 관한 애플리케이션 노트를 냈습니다 — AN-CD2202, Rev. 1, 2022년 6월 7일. 저희가 찾은 것 중 이 관례에 대한 제조사 측 진술로는 가장 명확합니다. 이 노트는 PCW120D40D1 품번의 D가 듀얼 다이를 뜻하고, 그 단일 다이 형제품인 PCA120S20D1은 단일(single)을 뜻하는 S를 쓰며 TO-247 2리드 패키지로 나온다는 것, 그리고 전기적 특성표의 표제가 **"(Per Leg, TC = 25 °C unless otherwise noted)"**로 되어 있다는 것을 명시합니다. 열저항은 Wolfspeed 부품과 같은 이유로 두 방식 모두로 표기됩니다 — leg당 0.69 °C/W 대 소자당 0.35 °C/W.
결정적 증거는 그 표제이지 리드 수가 아닙니다. TO-247-3 단일 다이 부품은 흔합니다. onsemi의 NTHL080N120SC1 SiC MOSFET은 게이트·드레인·소스가 세 리드에 배치된 TO-247-3L 단일 다이입니다. 리드가 셋이라는 것은 "듀얼일 수 있다"는 뜻이지 결코 "듀얼이다"라는 뜻이 아닙니다. 이를 확정 짓는 것은 leg당/소자당 표기와 1페이지의 단자 연결도입니다.
같은 애플리케이션 노트에는 평가에 반영할 만한 두 번째 발견이 담겨 있습니다. 그 부품의 순방향 전압 온도계수는 대략 16 A에서 교차하며 — 그 아래에서는 온도가 오를수록 순방향 전압이 떨어집니다 — 노트는 "this cross over point is different by device(이 교차점은 소자마다 다르다)"라고 명시합니다. SiC 다이오드가 양의 온도계수 덕분에 병렬 연결에 안전하다는 흔한 요약은 교차점 위에서는 성립하지만 그 아래에서는 성립하지 않으며, 따라서 경부하 전류 분담은 자기평형을 이루지 않습니다. 교차점이 어디에 있는지는 공급사에 물어야 할 사항이며, 인쇄되어 있는 경우가 드뭅니다.
이 증거의 한계는 분명히 밝혀 두겠습니다. 저희는 단일 대 듀얼 명명 문제를 두 제조사, Wolfspeed와 파워마스터반도체에서 확인했습니다. Infineon, ROHM, STMicroelectronics의 제품군을 같은 패턴에 대해 조사하지는 않았으며, 이것이 업계 전반의 현상이라고 주장하지 않습니다. 독립적 사례 두 건은 이를 점검 항목으로 삼기에는 충분하지만 일반화하기에는 충분하지 않습니다. 저희 쪽에서는 두 구성을 별도 품목으로 유지하고 듀얼에는 열저항을 leg당으로 표기합니다 — 이 구분은 저희 SiC 쇼트키 다이오드 페이지에서 확인하실 수 있습니다.
차량용 등급은 성능이 아니라 서류를 사는 것이다
두 번째 실패는 등급 표기를 성능 주장으로 읽는 것입니다. 저희는 onsemi 데이터시트 두 건의 전문을 한 줄씩 대조했습니다 — NTHL080N120SC1(산업용, Rev. 6, 2023년 1월)과 NVHL080N120SC1(차량용, Rev. 4, 2022년 5월).
전기적·열적 수치는 하나도 다르지 않습니다. VDSS 1200 V, TC 25 °C에서 ID 31 A, RDS(on) typ 80 / max 110 mΩ, RthJC 0.84 °C/W, QG(tot) 56 nC, EAS 171 mJ — 전부 동일합니다. 다른 것은 개정 일자, 제목의 브랜드 문구, 마킹 방식, 응용 예시(UPS·DC-DC 컨버터 대 차량용 온보드 충전기·EV/HEV DC-DC), 동일한 물리적 CASE에 대한 패키지 명칭 표기, 그리고 기능 항목 한 줄입니다 — AEC−Q101 Qualified and PPAP Capable.
그 한 줄이 곧 제품입니다. 여기서 차량용 등급이 제공하는 것은 검증 증거, PPAP, 변경 관리, 로트 추적성이지 더 나은 다이가 아닙니다. 성능을 노리고 이를 구매하는 것은, 정작 보여 달라고 요구하지도 않을 서류에 값을 치르는 일입니다.
AEC-Q101은 자기선언이며, 스스로 그렇게 밝힌다
이 표준은 자신의 위상에 대해 단도직입적입니다. AEC-Q101 Rev E, 2021년 3월 1일자는 §1.3.1에서 *"there are no 'certifications' for AEC-Q101 qualification and there is no certification board run by AEC to qualify parts(AEC-Q101 검증에는 '인증'이 존재하지 않으며, 부품을 검증하기 위해 AEC가 운영하는 인증기관도 없다)."*라고 명시합니다. 받아 챙길 인증서가 없는데, 이는 그것을 발급하는 기관이 없기 때문입니다. 공급사가 시험을 수행하고 결과를 선언하며, 그 증거는 §3.1과 부속서 2에 기술된 Certificate of Design, Construction and Qualification과 함께 제출되는 검증 시험 보고서입니다.
같은 문서의 네 개 조항이 발주자가 실제로 무엇을 받는지를 결정합니다.
데이터시트는 맨 마지막에 놓입니다. §2.1은 문서 우선순위를 (a) 발주서, (b) 개별 합의된 부품 사양서, (c) AEC-Q101 자체, (d) 참조 문서, (e) 공급사의 데이터시트로 정합니다. (b)에 합의된 부품 사양서가 없으면, 분쟁에서 유일한 기술 문서는 다섯 번째로 놓인 것 — 공급사가 홀로 작성하고 홀로 개정하는 것 — 이 됩니다.
"~에 따라 시험함(tested to)"은 "검증됨(qualified)"이 아닙니다. §1.3.1은 공급사가 발주자와 합의하여 표준이 요구하는 것보다 완화된 표본 크기와 조건에서 검증하는 것을 허용합니다 — 그러나 그 부품은 미충족 요건이 완료되기 전까지 AEC-Q101 검증품으로 불릴 수 없습니다. "AEC-Q101에 따라 시험함(tested per AEC-Q101)"이라고 적힌 견적은 "AEC-Q101 검증품(AEC-Q101 qualified)"과 같은 주장을 하는 것이 아니며, 어떤 요건이 완화되었는지 묻지 않는 한 그 차이는 보이지 않습니다.
그 데이터가 당신의 부품에서 나온 것이 아닐 수 있습니다. §2.2는 제품군 일반 데이터를 허용합니다. 제품군의 "네 모서리(four corners)"를 검증하면 그 사이의 부품들이 함께 포괄됩니다. §4.2에 따라 부품별로 의무화된 것은 ESD HBM/CDM과 파라메트릭 검증뿐입니다. 그런 다음 표준은 그 결정을 발주자에게 넘깁니다 — "The user(s) will be the final authority on the acceptance of generic data in lieu of specific part test data(특정 부품 시험 데이터를 대신하는 일반 데이터의 수용 여부는 발주자가 최종 권한을 가진다)." 이것은 내려야 할 결정이지, 요청하는 호의가 아닙니다.
변경 통지는 계약이 정하는 대로입니다. §3.2.1은 전문이 이렇습니다 — "The supplier will meet mutually agreed upon requirements for product/process changes(공급사는 제품/공정 변경에 대해 상호 합의된 요건을 충족한다)." 통지 기간도, 경로도, 형식도 없습니다. AEC-Q101 부품에는 자동으로 부여되는 PCN 기간이 없습니다. (JEDEC의 JESD46은 2016년 7월 JEDEC/ECIA/IPC 공동 표준 J-STD-046으로 대체되었고, 공개 요약들은 이 표준에 90일 사전 출하 통지 요건이 있다고 기술합니다. 저희는 표준 본문을 입수하지 못했습니다 — 유료입니다 — 그래서 이를 검증된 조항이 아니라 2차 전언으로 밝히며, 그것이 라스트타임바이(last-time-buy) 기간을 규율하는지 여부는 전혀 확인하지 못했습니다.)
규모를 가늠하자면, 그 표기 뒤의 검증은 최소 3개 로트 × 로트당 77개(§2.3.4)를, 최소 −40 °C ~ +125 °C(§1.3.1)의 동작 범위에 걸쳐 수행하며, HTRB와 HTGB는 1000시간, H3TRB는 85 °C/85% RH 조건에서 1000시간, 온도 사이클은 1000사이클, HAST는 130 °C/85% RH에서 96시간입니다. 이 가운데 몇 가지에는 문서화된 완화가 있습니다 — 온도 사이클은 Tj+25 °C 또는 175 °C에서 수행하면 400사이클로, HTGB는 Tj+25 °C에서 500시간으로 줄어듭니다 — 이것이 표기보다 보고서가 더 중요한 또 하나의 이유입니다.
잘 알려지지 않았지만 SiC 쇼트키 다이오드에 직접 적용되는 조항이 하나 있습니다. Table 2의 문자 표기 주석(Note X)은, DC 역방향 조건의 HTRB에서 열폭주가 일어날 수 있는 스위칭 부품에 대해 정격 DC 역전압에서의 최대 정격 접합 온도를 규정하지 않을 수 있도록 허용하며, 실제 사용한 조건을 검증 시험 계획서나 보고서에 명시하도록 요구합니다. 다시 말해, SiC 다이오드 검증 뒤의 1000시간 HTRB가 그 부품의 정격 접합 온도에서 수행되지 않았을 수 있으며, 표준은 이를 허용합니다. 공급사에 던질 질문은 "HTRB를 통과했는가"가 아니라 "어떤 전압과 어떤 접합 온도에서인가"입니다.
25 °C 열은 중요한 차이를 감춘다
소자는 25 °C에서 비교되고 한계 부근에서 운용됩니다. 그 두 상태 사이의 배수는 기술의 속성이 아니라 부품마다 다르며, 아래 수치는 앞서와 같은 1차 데이터시트에서 가져온 것입니다.
| 파라미터 | 부품 | 25 °C | 고온에서 | 배수 |
|---|---|---|---|---|
| VF (max) | C4D40120D / C4D40120H | 1.8 V | 3.0 V @ 175 °C | ×1.67 |
| IR (max) | C4D40120D | 200 µA | 400 µA @ 175 °C | ×2 |
| IR (max) | C4D40120H | 300 µA | 500 µA @ 175 °C | ×1.67 |
| IR (max) | PCW120D40D1 | 100 µA | 300 µA @ 175 °C | ×3 |
| IDSS (max) | NTHL/NVHL080N120SC1 | 100 µA | 1 mA @ 175 °C | ×10 |
| RDS(on) (typ) | NTHL/NVHL080N120SC1 | 80 mΩ | 114 mΩ @ 150 °C | ×1.43 |
고온 열은 시험 조건 기준이 섞여 있습니다. Power Master의 누설은 TC = 175 °C 기준이고, Wolfspeed와 onsemi 수치는 Tj = 175 °C 기준입니다. 각 부품 고유의 배수는 그와 무관하게 성립하지만, 이 글 자신의 규칙 — 수치를 나란히 놓기 전에 조건을 맞추라 — 에 따르면 그 논점을 세우는 표에서 이 혼재를 밝혀 둘 가치가 있습니다.
역방향 누설 배수는 이 네 부품에 걸쳐 ×1.67에서 ×10까지 퍼져 있습니다. 25 °C 열을 토대로 세운 대기 손실 계산은 자릿수 하나만큼 어긋날 수 있으며, 25 °C에서의 두 후보 부품 순위가 동작 온도에서는 뒤집힐 수 있습니다.
같은 표 안에 부차적 관찰 두 가지가 있습니다. 첫째, 고온 값이 아예 실려 있는지 여부 자체가 하나의 신호입니다 — 여기 네 부품은 모두 이를 게재하며, 25 °C에서 멈추는 데이터시트는 측정하지 않았거나 인쇄하지 않기로 한 것입니다. 둘째, 실려 있는 경우에도 최대값이 아니라 전형값(typical)인 경우가 많습니다. PCW120D40D1의 175 °C 순방향 전압은 typ 1.8 V이고 max 칸은 비어 있으며, onsemi의 150 °C 온저항은 typ 114 mΩ이고 max가 없습니다. 전형값은 보증이 아니며, 최악 조건 열 설계에는 그 보증이 필요합니다. 이 수치들을 나란히 놓기 전에 시험 조건을 맞춰야 합니다 — onsemi는 온저항을 VGS = 20 V, ID = 20 A에서 규정하는데, SiC MOSFET 온저항은 게이트 전압에 민감해서 15 V나 18 V에서 표기된 경쟁 부품은 아예 비교할 수 없습니다. 이는 20 A / 40 A 순방향 전압과 똑같은 함정을 한 단계 위에서 반복하는 것이며, 저희가 SiC MOSFET 라인에 어떤 수치를 표기하기 전에 게이트 구동 계열부터 확정하는 이유입니다.
누가 다이를 만들었는가가 공급사가 알려줄 수 있는 것을 바꾼다
중국 SiC 공급사는 두 구조로 나뉩니다. 자체 팹을 운영하는 대형 수직계열 전력반도체 제조사, 그리고 SiC 파운드리에 웨이퍼를 맡기는 팹리스 설계사 — 일부는 국내, 일부는 대만이나 유럽입니다. 이 구분은 품질에 관한 것이 아닙니다. 발주자에게 줄 수 있는 정보가 무엇인지에 관한 것입니다.
자체 팹은 웨이퍼 로트를 조립 로트와 한 회사 안에서 연결하고, 다이에 귀속되는 고장을 스스로 분석하며, 자사 공정 변경만 관리하고, 자사의 재검증을 스스로 결정합니다. 파운드리 기반 공급사는 그 어느 것도 온전히 혼자 하지 못합니다. 웨이퍼 로트 기록은 파운드리 소유이며 그 일부는 넘겨줄 수 없고, 다이에 귀속되는 8D는 파운드리로 되돌아가 더 느리고 축약되어 돌아오며, 파운드리 공정 변경은 한 단계를 더 거쳐 공급사에 도달하므로 늦고, 파운드리 변경은 실무적으로 새로운 검증에 해당합니다. 이 추론은 AEC-Q101 §3.2의 재검증 조항과 두 구조의 작동 방식에서 따라 나옵니다. 저희는 이를 특정 공급사의 실제 행위에 대해 확인하지 않았으므로, 이를 발견이 아니라 질문을 던질 이유로 취급하십시오. 질문은 두 부분입니다. 팹을 자체 보유하는가, 그렇지 않다면 파운드리 계약이 파운드리로 하여금 공정 변경을 당신에게 통지하도록 의무화하는가, 그리고 당신의 계약이 그 통지를 당신에게까지 전달하는가. 노출이 자리한 곳은 뒷부분이며, 그것을 묻는 경우는 드뭅니다.
한국은 여기서 국내 선택지를 서서히 확보해 가고 있습니다. DB하이텍은 2026년 9월 9일 200 mm 1200 V SiC MOSFET 공정의 신뢰성 검증을 완료했다고 발표하며 이를 최초로 완성된 1200 V 8인치 SiC 파운드리 플로우라고 설명했습니다. 2세대 공정은 18 V 게이트에서 문턱 전압 3 V 이상과 함께 2.5 mΩ·cm² 이하로 명시되며, 2.3 mΩ·cm²와 2.5 µs 이상의 단락 내량을 목표로 하는 3세대는 2026년 11월에 공개될 예정입니다. 지금 구매하는 이에게 중요한 부분은 일정입니다. 일반 고객 접근은 2027년 2분기로 명시되고 양산은 2027년 목표이며, 발표는 AEC-Q101이나 차량용 검증을 언급하지 않습니다. 이번 분기에 발주해야 하는 주문에게 이는 대안이 아닙니다. 이 모든 것의 밑단에 있는 기판 공급은 그 자체로 움직이는 문제이며, 저희의 6인치에서 8인치로의 SiC 웨이퍼 전환 노트에서 다뤘습니다.