요약글
AI 고도화에 따라 AI 칩의 전력 소비량이 급격히 증가하면서 800VDC 시스템의 보급이 촉진되고 있습니다. 이와 함께, 파워 선반(Power Shelf)의 공간 부족 문제로 인해 MLCC의 도입이 활발히 이루어지고 있으며, 이로 인해 정격전압 1000V 이상의 MLCC가 주목받고 있습니다.
Capacitance & Voltage range, MLCC (C0G, X7*) vs Film Capacitor
AI 연산 수요의 급증으로 인해 AI 칩의 전력 소비량이 크게 늘어나고 있습니다.
현재 AI 시스템의 전력 소비는 1MW에 달하며, 이로 인해 막대한 전력 소비가 발생하고 있습니다.
전력 공식 𝐼=𝑃/𝑉에 따라, 전압(V)이 높을수록 전류(I)는 감소하게 됩니다. 이는 Q=𝐼^2 𝑅 공식에서 알 수 있듯이, 전류가 낮을수록 발열로 인한 손실을 줄일 수 있음을 의미합니다.
또한, 낮은 전류 사용으로 구리선 사용량도 감소시킬 수 있습니다. 더불어, 전압 변환 단계의 축소로 인해 변환 손실이 줄어들고, AC-DC에서 DC-DC 전환으로 인한 전력 장치의 소형화 요구도 충족시킬 수 있습니다.
(C0G/X7*) Pros and Cons
| Feature | C0G | X7* |
|---|---|---|
| Main Applications | Snubber circuits, Resonant converters, High-precision filters |
Bypass, Decoupling, DC-Link smoothing |
| Pros | Capacitance extremely stable, Ultra-low heat generation (Low ESR) |
High capacitance in a small package (High Volumetric Efficiency) |
| Cons | Limited capacitance, Large physical size |
Capacitance drop under DC Voltage & Temperature |
C0G의 가장 큰 장점은 DC-bias에 영향을 받지 않는다는 점입니다. 800VDC 전압이 걸려도 용량 감소가 발생하지 않으며, 온도 변화(-55°C~125°C)에 따른 용량 감소도 제로에 가깝습니다. 또한, 낮은 유전손실(DF) 값으로 인해 자체 발열이 낮습니다. 다만, C0G 물질의 낮은 유전율로 인해 고용량 구현이 어렵고, 현재 1000V 기준 1210in 사이즈에서 구현 가능한 최대 용량은 33nF입니다.
▶ Part Number : CL32C333JIVNNW#
반면, X7 계열은 높은 유전율로 인해 작은 사이즈에서도 높은 용량을 구현할 수 있습니다. 그러나 DC-bias에 크게 영향을 받아 용량이 초기 값의 약 30% 수준으로 감소하며, 온도 변화에도 영향을 받습니다. 따라서 사용 전압과 온도에 따른 DC-bias 및 TCC 값을 확인하는 것이 중요합니다. 이러한 특성에도 불구하고, X7 계열은 DC-DC 컨버터의 고압 입출력단 평활(Smoothing) 등 대용량 전원단에 적합하게 사용됩니다.
▶ Part Number : CL43B473KIURPJ#, CL55B104KIURPJ#
삼성전기는 현재 2220 사이즈 470nF 1000V 기종에 대한 검토를 진행 중이며, 800VDC 보급에 대비해 지속적인 차세대 제품 개발을 추진하고 있습니다.