[기민한 전자이야기]제2의 MLCC?…전자기기 전류 제어 '파워 인덕터’

편집자주‘기민한 전자이야기’는 전자·기계제품, 장치의 소소한 정보를 기민하게 살펴보는 코너 입니다. 광고, 뉴스에 자주 등장하는 따끈한 신상품, 이제는 추억이 된 제품, 아리송한 제품·업계 용어와 소식까지 초심자의 마음으로 친절하게 다뤄드리겠습니다.

“적층세라믹캐패시터(MLCC)를 만들며 축적한 재료기술과 반도체용 기판 제조 공법을 적용해 개발했다”, “제 2의 MLCC로 성장할 것으로 기대된다”

삼성전기가 최근 세계에서 가작 작은 파워인덕터를 개발했다는 소식을 전하며 이렇게 표현했습니다. 파워인덕터는 배터리로부터 오는 전력을 반도체에 안정적으로 공급하는데 필요한 부품인데요. 인덕터는 어떤 원리이고, 어디에 쓰는 부품일까? 이번 ‘기민한 전자이야기’는 파워인덕터에 대해 살펴보겠습니다.

◆파워인덕터, 자기장으로 전류 제어…삼성전기, 세계최소형 제품 개발

파워인덕터를 알아보기 전에 인덕터가 무엇이고 어떻게 쓰이는 부품인지 알아보겠습니다. 구리선 등 자성체가 자석 같은 자기장을 통과하거나 자기장이 자성체를 통과하면 자기장이 변하는데요. 이 때 전위가 높은 쪽으로부터 낮은 쪽으로 전기를 이동 시키려는 힘(전압)이 생깁니다. 인덕터는 이를 통해 회로에 흐르는 전류를 제어하고 방류하는 역할을 하는 부품입니다. 역할과 구성에 따라 통신용 인덕터, 파워 인덕터 등으로 나뉘고, 전자제품 뿐만 아니라 변압기나 가솔린 엔진 점화 플러그에도 쓰입니다.

전력공급과 관련해 인덕터와 MLCC에 적용되는 캐패시터는 반대적 성격을 띄고 있습니다. 일반적으로 캐패시터는 전기적 유도 작용을 일으키는 유전체와 전기가 드나드는 전극을 이용해 전압을 직접 저장 및 방류합니다. 반면 인덕터는 자기장을 통해 전류의 저장과 방출을 담당합니다. 인덕터와 캐패시터는 통과할 수 있는 신호와 주파수도 각각 다릅니다.

반도체 등 소자가 결합된 집적회로(IC)를 작동하려면 배터리에서 전력을 공급받아야 하는데요. IC에서 사용되는 전압이 배터리 전압과 다르기 때문에 전류의 흐름을 제어해 안정적인 전력공급을 해주는 파워인덕터가 필요합니다. 파워인덕터는 코일의 제조방식에 따라 권선형과 박막형으로 분류됩니다. 권선형은 구리 등 도선을 직접 자성체에 코일형태로 감은 형태로 높은 용량과 전류에 유리하지만 소형화에 불리하고 생산성이 낮다는 단점이 있습니다. 이에 비해 박막형은 기판 위에 도금방식으로 얇은 코일을 형성하는 것으로 상대적으로 소형화할 수 있다는 장점이 있습니다.

삼성전기가 이번에 개발한 파워인덕터는 0804크기(가로 0.8㎜, 세로 0.4㎜)로 기존 모바일용 제품 중 가장 작았던 1210크기(가로 1.2㎜, 세로 1.0㎜) 대비 면적을 대폭 줄이면서 두께는 0.65㎜에 불과한 시계 최소형 제품을 개발했습니다. 삼성전기는 최소형 파워인덕터 개발을 위해 나노급의 초미립 파우더가 적용된 원자재를 독자 개발했고, 반도체 제조에 사용되는 감광공법(빛을 이용해 회로를 새기는 제조법)을 적용해 코일을 미세한 간격으로 구현했습니다. 삼성전기 관계자는 "MLCC 재료기술과 반도체 기판기술을 활용해 생산성 향상과 최소형 모두를 챙길 수 있었다"고 설명했습니다.

◆고성능 전자제품·전기차 수요 증가… 파워인덕터 필요성↑

파워인덕터는 전자 기기의 전류를 제어하기 때문에 꼭 탑재해야 하는 부품입니다. 아직까지는 MLCC보다 탑재량이 상대적으로 적다보니 시장규모가 크지 않은데요.

스마트폰과 태블릿 PC 등 전자기기의 성능이 향상되면서 소비전류가 증가했고, 사용시간 유지를 위한 배터리 용량도 점점 커지고 있는 추세입니다. 따라서 배터리 기술 발전뿐만 아니라 파워인덕터가 더 많이 필요하고 더 작아지고 있습니다.

또한 글로벌 친환경 정책에 따라 전기자동차 생산량이 파워인덕터 한층 더 많이 필요해진 상황인데요. 업계에서는 향후 파워인덕터 수요가 매년 20%이상 늘어날 것으로 전망하고 있습니다.

글로벌 시장조사업체인 마켓앤 마켓에 따르면 세계 인덕터 시장 규모는 연평균 4.3% 성장해 올해 38억달러(4조4650억원)에서 2025년에는 47억달러(5조5230억원)에 이를 것으로 전망하고 있습니다. 특히 업계에서는 이를 바탕으로 세계 (칩)파워인덕터 시장규모는 올해 2억6670만달러(3130억원)지만, 매년 연평균 4% 이상 성장할 것으로 예상하고 있습니다.

이기민 기자 victor.lee@asiae.co.kr