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「パワー半導体」高性能化・小型化の技術 関学大と豊田通商が共同開発

 関西学院大と豊田通商は、ハイブリッド車(HV)や電気自動車(EV)など電動車への需要拡大が見込まれる「パワー半導体」材料の炭化ケイ素(SiC)基板の品質と生産性を高める技術を共同開発した。実用化できれば、電動車の航続距離アップやパワー半導体の小型化が期待できるという。

 パワー半導体は電力を効率よく制御する部品。材料として現在は加工しやすいシリコン(Si)基板が主に使われているが、電力ロスが5~10%発生してしまう弱点があった。これに対し、SiC基板は電力ロスを理論的には1・5~3%程度に抑えられるほか、耐熱性や熱伝導率が高く、Siと同一性能の半導体であれば、大きさを5分の1~10分の1程度にできる。

 しかし、SiCは結晶内に欠陥が生じやすい上、硬くてもろい性質のため加工時に基板表面に傷がつきやすく、半導体性能が大きく損なわれていた。

 関学大と豊田通商は、SiC基板表面の原子配列を1600~2100度の高温で整える技術開発に成功し、高品質化にめどをつけた。令和3年度上半期に部品メーカー向けにサンプル出荷し、量産化を目指す。

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